Номер 8, страница 52 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 11. Сероводород. Сульфиды. Глава 1. Неметаллы - номер 8, страница 52.

Условие.

8. При пропускании сероводорода через подкисленный раствор перманганата калия происходит обесцвечивание и образование осадка серы. Какой объём сероводорода (н. у.) вступит в реакцию с 200 г 5%-го раствора перманганата калия?

Решение.

Решение 2.

Дано:

Масса раствора перманганата калия, $m_{р-ра}(KMnO_4) = 200 \text{ г}$

Массовая доля перманганата калия, $w(KMnO_4) = 5\% = 0.05$

Условия: нормальные (н. у.)

Найти:

Объём сероводорода $V(H_2S)$ - ?

Решение:

1. Запишем уравнение химической реакции. При пропускании сероводорода ($H_2S$) через подкисленный раствор перманганата калия ($KMnO_4$) происходит окислительно-восстановительная реакция. В кислой среде (обычно используется серная кислота, $H_2SO_4$) ион $Mn^{+7}$ (в составе $KMnO_4$, фиолетовый) восстанавливается до иона $Mn^{+2}$ (бесцветный), а ион $S^{-2}$ (в составе $H_2S$) окисляется до свободной серы $S^0$, которая выпадает в осадок.

Сбалансированное уравнение реакции:

$2KMnO_4 + 5H_2S + 3H_2SO_4 \rightarrow 5S\downarrow + 2MnSO_4 + K_2SO_4 + 8H_2O$

2. Вычислим массу чистого перманганата калия в исходном растворе:

$m(KMnO_4) = m_{р-ра}(KMnO_4) \cdot w(KMnO_4) = 200 \text{ г} \cdot 0.05 = 10 \text{ г}$

3. Найдем молярную массу перманганата калия ($KMnO_4$), используя значения атомных масс из Периодической системы химических элементов:

$M(KMnO_4) = M(K) + M(Mn) + 4 \cdot M(O) = 39 + 55 + 4 \cdot 16 = 158 \text{ г/моль}$

4. Определим количество вещества (в молях) перманганата калия, которое участвует в реакции:

$n(KMnO_4) = \frac{m(KMnO_4)}{M(KMnO_4)} = \frac{10 \text{ г}}{158 \text{ г/моль}} \approx 0.06329 \text{ моль}$

5. По уравнению реакции найдем количество вещества сероводорода. Из стехиометрических коэффициентов следует, что 2 моль $KMnO_4$ реагируют с 5 моль $H_2S$. Составим пропорцию:

$\frac{n(H_2S)}{n(KMnO_4)} = \frac{5}{2}$

Отсюда, количество вещества сероводорода:

$n(H_2S) = \frac{5}{2} \cdot n(KMnO_4) = 2.5 \cdot 0.06329 \text{ моль} \approx 0.15823 \text{ моль}$

6. Рассчитаем объём сероводорода при нормальных условиях (н. у.). При н. у. молярный объём любого идеального газа ($V_m$) составляет 22.4 л/моль.

$V(H_2S) = n(H_2S) \cdot V_m$

$V(H_2S) = 0.15823 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} \approx 3.544 \text{ л}$

Округляя результат до сотых, получаем 3,54 л.

Ответ: объём сероводорода (н. у.), который вступит в реакцию, составляет 3,54 л.