Номер 32, страница 79 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 8. Азот, фосфор и их соединения - номер 32, страница 79.

Условие.

32. Какую массу калийной селитры надо подвергнуть термическому разложению, чтобы выделившегося кислорода хватило для окисления 24,8 г фосфора до его высшего оксида?

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(P) = 24,8 \text{ г} = 0,0248 \text{ кг}$

Найти:

$m(KNO_3)$ - ?

Решение:

Задача решается в несколько этапов. Сначала необходимо определить, сколько кислорода требуется для окисления фосфора, а затем рассчитать, какую массу калийной селитры нужно разложить, чтобы получить это количество кислорода.

1. Составим уравнение реакции окисления фосфора до его высшего оксида. Высшая степень окисления фосфора +5, следовательно, высший оксид - это оксид фосфора(V), $P_2O_5$.

$4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$

2. Рассчитаем количество вещества фосфора массой 24,8 г. Молярная масса фосфора $M(P)$ составляет примерно 31 г/моль.

$n(P) = \frac{m(P)}{M(P)} = \frac{24,8 \text{ г}}{31 \text{ г/моль}} = 0,8 \text{ моль}$

3. По уравнению реакции окисления фосфора определим количество вещества кислорода, необходимое для реакции. Согласно стехиометрическим коэффициентам, на 4 моль фосфора требуется 5 моль кислорода.

$n(O_2) = \frac{5}{4} \cdot n(P) = \frac{5}{4} \cdot 0,8 \text{ моль} = 1 \text{ моль}$

4. Составим уравнение реакции термического разложения калийной селитры ($KNO_3$).

$2KNO_3 \xrightarrow{t} 2KNO_2 + O_2 \uparrow$

5. По уравнению реакции разложения калийной селитры найдем количество вещества $KNO_3$, необходимое для получения 1 моль кислорода. Согласно уравнению, из 2 моль $KNO_3$ образуется 1 моль $O_2$.

$n(KNO_3) = 2 \cdot n(O_2) = 2 \cdot 1 \text{ моль} = 2 \text{ моль}$

6. Рассчитаем массу калийной селитры, соответствующую 2 моль вещества. Для этого вычислим молярную массу $KNO_3$.

$M(KNO_3) = M(K) + M(N) + 3 \cdot M(O) = 39 + 14 + 3 \cdot 16 = 101 \text{ г/моль}$

Теперь найдем массу калийной селитры:

$m(KNO_3) = n(KNO_3) \cdot M(KNO_3) = 2 \text{ моль} \cdot 101 \text{ г/моль} = 202 \text{ г}$

Ответ: для окисления 24,8 г фосфора необходимо подвергнуть термическому разложению 202 г калийной селитры.