Какой выход продукта реакции можно определить при разложении перманганата калия массой 57 г, в котором содержится 12% примесей, если при этом выделился кислород объемом 3,192 дм³ (н.у.)?

Химия 8 класс Тематика: Реакции разложения и расчет выхода продукта выход продукта реакции разложение перманганата калия 12% примесей выделение кислорода объем 3,192 дм³ химия 8 класс

Для решения данной задачи необходимо выполнить несколько шагов, включая расчет чистой массы перманганата калия, определение количества выделившегося кислорода и расчет выхода продукта реакции.

Шаг 1: Определение чистой массы перманганата калия

Перманганат калия (KMnO4) содержит 12% примесей. Это означает, что 12% от общей массы 57 г составляют примеси, а остальная часть - это чистый перманганат калия.

• Масса примесей = 57 г * 0,12 = 6,84 г
• Чистая масса перманганата калия = 57 г - 6,84 г = 50,16 г

Шаг 2: Определение количества выделившегося кислорода

При разложении перманганата калия выделяется кислород. Мы знаем, что при нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает объем 22,4 л (или 22,4 дм³).

• Объем выделившегося кислорода = 3,192 дм³
• Количество моль кислорода = 3,192 дм³ / 22,4 дм³/моль = 0,142 моль

Шаг 3: Определение количества перманганата калия, необходимого для выделения кислорода

Реакция разложения перманганата калия можно записать следующим образом:

2 KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2

Из уравнения видно, что 2 моль KMnO4 дают 1 моль O2. Следовательно, для получения 0,142 моль O2 потребуется:

• Количество моль KMnO4 = 0,142 моль O2 * 2 = 0,284 моль KMnO4

Шаг 4: Определение массы перманганата калия

Теперь мы можем рассчитать массу перманганата калия, необходимую для получения 0,284 моль:

• Молярная масса KMnO4 = 39 + 55 + 4*16 = 158 г/моль
• Масса KMnO4 = 0,284 моль * 158 г/моль = 44,832 г

Шаг 5: Расчет выхода продукта реакции

Теперь мы можем определить выход продукта реакции. Выход можно рассчитать по формуле:

• Выход (%) = (масса полученного продукта / масса реагента) * 100%

В нашем случае:

• Выход (%) = (44,832 г / 50,16 г) * 100% ≈ 89,2%

Ответ: Выход продукта реакции при разложении перманганата калия составляет примерно 89,2%.

Для решения задачи нам нужно выполнить несколько шагов. Давайте разберем их по порядку.

Шаг 1: Определение чистой массы перманганата калия

• Сначала найдем массу чистого перманганата калия (KMnO4) в образце. У нас есть 57 г вещества, но в нем содержится 12% примесей.
• Чтобы найти массу примесей, используем формулу: масса примесей = 0,12 * 57 г = 6,84 г.
• Теперь вычтем массу примесей из общей массы: масса KMnO4 = 57 г - 6,84 г = 50,16 г.

Шаг 2: Определение количества вещества KMnO4

• Теперь нам нужно определить количество вещества перманганата калия. Для этого используем молярную массу KMnO4.
• Молярная масса KMnO4 = 39,1 (K) + 54,9 (Mn) + 16*4 (O) = 158,03 г/моль.
• Теперь найдем количество вещества: n = масса / молярная масса = 50,16 г / 158,03 г/моль ≈ 0,317 моль.

Шаг 3: Определение количества выделившегося кислорода

• При разложении перманганата калия выделяется кислород по уравнению реакции:
• 2 KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2↑
• Согласно уравнению, из 2 моль KMnO4 выделяется 1 моль O2.
• Следовательно, из 0,317 моль KMnO4 выделится: 0,317 моль KMnO4 * (1 моль O2 / 2 моль KMnO4) = 0,1585 моль O2.

Шаг 4: Перевод количества кислорода в объем

• При нормальных условиях 1 моль газа занимает объем 22,4 дм³.
• Таким образом, объем выделившегося кислорода: V = n * 22,4 дм³/моль = 0,1585 моль * 22,4 дм³/моль ≈ 3,55 дм³.

Шаг 5: Сравнение с данными задачи

• В условии задачи указано, что выделился кислород объемом 3,192 дм³.
• Мы рассчитали, что теоретически может выделиться около 3,55 дм³ кислорода.
• Это означает, что выход кислорода составляет: выход = (объем выделившегося кислорода / теоретически возможный объем) * 100% = (3,192 дм³ / 3,55 дм³) * 100% ≈ 89,9%.

Таким образом, выход продукта реакции составляет примерно 89,9%.