Номер 4-48, страница 48 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

4-48. Какая масса бертолетовой соли, содержащей 5% примесей, необходима для получения 50,4 л (н.у.) кислорода?

Дано:

$V(O_2) = 50,4$ л

Условия: нормальные (н.у.)

$\omega(\text{примесей}) = 5\%$

Найти:

$m(\text{технической бертолетовой соли}) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение реакции термического разложения бертолетовой соли (хлората калия, $KClO_3$). В результате реакции образуются хлорид калия и кислород:

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

2. Вычислим количество вещества (моль) кислорода, полученного в ходе реакции. При нормальных условиях (н.у.) молярный объем любого газа составляет $V_m = 22,4$ л/моль.

$n(O_2) = \frac{V(O_2)}{V_m} = \frac{50,4 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 2,25 \text{ моль}$

3. Используя стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции, найдем количество вещества чистого хлората калия ($KClO_3$), которое необходимо для получения 2,25 моль кислорода. Согласно уравнению, из 2 моль $KClO_3$ образуется 3 моль $O_2$.

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

$n(KClO_3) = \frac{2}{3} \cdot n(O_2) = \frac{2}{3} \cdot 2,25 \text{ моль} = 1,5 \text{ моль}$

4. Рассчитаем молярную массу хлората калия ($KClO_3$):

$M(KClO_3) = Ar(K) + Ar(Cl) + 3 \cdot Ar(O) = 39 + 35,5 + 3 \cdot 16 = 122,5 \text{ г/моль}$

5. Найдем массу чистого хлората калия, необходимого для реакции:

$m_{чист}(KClO_3) = n(KClO_3) \cdot M(KClO_3) = 1,5 \text{ моль} \cdot 122,5 \text{ г/моль} = 183,75 \text{ г}$

6. Исходная бертолетова соль содержит 5% примесей. Это означает, что массовая доля чистого хлората калия в ней составляет:

$\omega(KClO_3) = 100\% - \omega(\text{примесей}) = 100\% - 5\% = 95\% \text{ или } 0,95$

7. Зная массу чистого вещества и его массовую долю в смеси, найдем общую массу технической бертолетовой соли, которую необходимо взять для реакции:

$m(\text{техн. соли}) = \frac{m_{чист}(KClO_3)}{\omega(KClO_3)} = \frac{183,75 \text{ г}}{0,95} \approx 193,42 \text{ г}$

Ответ: для получения 50,4 л кислорода необходима масса бертолетовой соли, содержащей 5% примесей, равная 193,42 г.