Номер 10, страница 40 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

10. При разложении 4,9 г бертолетовой соли $KClO_3$ было получено 1,28 л кислорода (н. у.). Определите выход продукта.

Дано:

Масса бертолетовой соли $m(KClO_3) = 4,9 \text{ г}$

Объем полученного кислорода $V_{практ.}(O_2) = 1,28 \text{ л}$

Условия: нормальные (н. у.)

$m(KClO_3) = 4,9 \cdot 10^{-3} \text{ кг}$

$V_{практ.}(O_2) = 1,28 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3$

Найти:

Выход продукта $\eta(O_2)$ - ?

Решение:

1. Составим уравнение реакции термического разложения бертолетовой соли (хлората калия):

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

2. Рассчитаем молярную массу хлората калия $KClO_3$. Используем относительные атомные массы: $Ar(K)=39$, $Ar(Cl)=35,5$, $Ar(O)=16$.

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

3. Найдем количество вещества (число моль) $KClO_3$ в 4,9 г:

$n(KClO_3) = \frac{m(KClO_3)}{M(KClO_3)} = \frac{4,9 \text{ г}}{122,5 \text{ г/моль}} = 0,04 \text{ моль}$

4. По уравнению реакции определим теоретическое количество вещества кислорода $O_2$, которое должно было выделиться. Согласно стехиометрическим коэффициентам, из 2 моль $KClO_3$ образуется 3 моль $O_2$.

$n_{теор.}(O_2) = \frac{3}{2} \cdot n(KClO_3) = \frac{3}{2} \cdot 0,04 \text{ моль} = 0,06 \text{ моль}$

5. Рассчитаем теоретический объем кислорода, который соответствует теоретическому количеству вещества при нормальных условиях (н. у.). Молярный объем газа при н. у. составляет $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$.

$V_{теор.}(O_2) = n_{теор.}(O_2) \cdot V_m = 0,06 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 1,344 \text{ л}$

6. Выход продукта (в данном случае кислорода) — это отношение практически полученного объема к теоретически возможному объему, выраженное в процентах.

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

$\eta = \frac{1,28 \text{ л}}{1,344 \text{ л}} \cdot 100\% \approx 95,24\%$

Ответ: выход продукта составляет 95,24%.