Номер 4, страница 24 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 4. Кислородные соединения хлора. Глава 1. Неметаллы - номер 4, страница 24.

Условие.

4. При разложении 49 г бертолетовой соли в присутствии оксида марганца(IV) получили 13 л кислорода (н. у.). Определите выход продукта реакции.

Решение.

Решение 2.

Дано:

масса бертолетовой соли $m(KClO_3) = 49 \text{ г}$

объем полученного кислорода $V_{практ}(O_2) = 13 \text{ л}$

условия нормальные (н. у.)

Перевод в СИ:

$m(KClO_3) = 0.049 \text{ кг}$

$V_{практ}(O_2) = 0.013 \text{ м}^3$

Найти:

Выход продукта реакции $\eta(O_2)$ - ?

Решение:

1. Составим уравнение реакции разложения бертолетовой соли (хлората калия). Оксид марганца(IV) $MnO_2$ выступает в роли катализатора, ускоряя реакцию, и его формула записывается над стрелкой.

$2KClO_3 \xrightarrow{MnO_2, t} 2KCl + 3O_2 \uparrow$

2. Рассчитаем молярную массу хлората калия $KClO_3$, используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы Д.И. Менделеева.

$M(KClO_3) = Ar(K) + Ar(Cl) + 3 \cdot Ar(O) = 39 + 35.5 + 3 \cdot 16 = 122.5 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества (в молях) бертолетовой соли массой 49 г.

$n(KClO_3) = \frac{m(KClO_3)}{M(KClO_3)} = \frac{49 \text{ г}}{122.5 \text{ г/моль}} = 0.4 \text{ моль}$

4. Используя уравнение реакции, определим теоретически возможное количество вещества кислорода, которое должно было выделиться. Согласно стехиометрическим коэффициентам, из 2 моль $KClO_3$ образуется 3 моль $O_2$. Составим пропорцию:

$\frac{n_{теор}(O_2)}{n(KClO_3)} = \frac{3}{2}$

$n_{теор}(O_2) = \frac{3}{2} \cdot n(KClO_3) = \frac{3}{2} \cdot 0.4 \text{ моль} = 0.6 \text{ моль}$

5. Рассчитаем теоретический объем кислорода при нормальных условиях (н. у.). При н. у. молярный объем любого газа $V_m$ составляет 22,4 л/моль.

$V_{теор}(O_2) = n_{теор}(O_2) \cdot V_m = 0.6 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 13.44 \text{ л}$

6. Выход продукта реакции (η) — это отношение практически полученного объема вещества к теоретически возможному объему, выраженное в процентах.

$\eta = \frac{V_{практ}(O_2)}{V_{теор}(O_2)} \cdot 100\%$

Подставим известные значения:

$\eta(O_2) = \frac{13 \text{ л}}{13.44 \text{ л}} \cdot 100\% \approx 96.73\%$

Ответ: выход продукта реакции составляет 96,73%.