Номер 912, страница 147 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

912. Рассчитайте, при термическом разложении какого вещества — перманганата калия или бертолетовой соли — массой 100 г выделится больше кислорода.

Дано:

$m(\text{KMnO}_4) = 100 \text{ г}$

$m(\text{KClO}_3) = 100 \text{ г}$

Найти:

Определить, при разложении какого вещества выделится больше кислорода.

Решение:

Для ответа на этот вопрос необходимо рассчитать массу кислорода, выделяющуюся при термическом разложении 100 г каждого из данных веществ. Для этого составим уравнения реакций и проведем вычисления по ним.

Сначала рассчитаем молярные массы веществ, используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы ($Ar(K)=39$, $Ar(Mn)=55$, $Ar(O)=16$, $Ar(Cl)=35.5$):

$M(\text{KMnO}_4) = 39 + 55 + 4 \cdot 16 = 158$ г/моль

$M(\text{KClO}_3) = 39 + 35.5 + 3 \cdot 16 = 122.5$ г/моль

$M(O_2) = 2 \cdot 16 = 32$ г/моль

перманганат калия

Уравнение реакции термического разложения перманганата калия:

$2\text{KMnO}_4 \xrightarrow{t^\circ} \text{K}_2\text{MnO}_4 + \text{MnO}_2 + O_2$

Согласно уравнению, из 2 моль $\text{KMnO}_4$ (массой $2 \cdot 158 = 316$ г) образуется 1 моль $O_2$ (массой 32 г). Составим пропорцию и рассчитаем массу кислорода ($m_1$), которая выделится из 100 г $\text{KMnO}_4$:

$\frac{100 \text{ г } (\text{KMnO}_4)}{316 \text{ г } (\text{KMnO}_4)} = \frac{m_1(O_2)}{32 \text{ г } (O_2)}$

$m_1(O_2) = \frac{100 \cdot 32}{316} \approx 10.13 \text{ г}$

бертолетова соль

Уравнение реакции термического разложения бертолетовой соли (хлората калия):

$2\text{KClO}_3 \xrightarrow{t^\circ} 2\text{KCl} + 3O_2$

Согласно уравнению, из 2 моль $\text{KClO}_3$ (массой $2 \cdot 122.5 = 245$ г) образуется 3 моль $O_2$ (массой $3 \cdot 32 = 96$ г). Составим пропорцию и рассчитаем массу кислорода ($m_2$), которая выделится из 100 г $\text{KClO}_3$:

$\frac{100 \text{ г } (\text{KClO}_3)}{245 \text{ г } (\text{KClO}_3)} = \frac{m_2(O_2)}{96 \text{ г } (O_2)}$

$m_2(O_2) = \frac{100 \cdot 96}{245} \approx 39.18 \text{ г}$

Теперь сравним полученные массы кислорода: $m_1(O_2) \approx 10.13 \text{ г}$ и $m_2(O_2) \approx 39.18 \text{ г}$.

Так как $39.18 \text{ г} > 10.13 \text{ г}$, при разложении бертолетовой соли выделится больше кислорода.

Ответ: при термическом разложении 100 г бертолетовой соли выделится больше кислорода (приблизительно 39.18 г), чем при разложении 100 г перманганата калия (приблизительно 10.13 г).