Номер 8, страница 181 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

8. Рассчитайте объём кислорода, который может быть получен при разложении бертолетовой соли массой 49 г.

Дано:

Масса бертолетовой соли $m(KClO_3) = 49 \text{ г}$

Найти:

Объём кислорода $V(O_2) - ?$

Решение:

1. Первым шагом запишем уравнение химической реакции разложения бертолетовой соли (хлората калия, $KClO_3$) при нагревании в присутствии катализатора. В результате реакции образуются хлорид калия ($KCl$) и кислород ($O_2$).

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

Это сбалансированное уравнение показывает, что из 2 моль хлората калия образуется 3 моль кислорода.

2. Рассчитаем молярную массу бертолетовой соли ($KClO_3$). Для этого используем относительные атомные массы элементов из Периодической системы Д.И. Менделеева: $Ar(K) \approx 39$, $Ar(Cl) \approx 35.5$, $Ar(O) \approx 16$.

$M(KClO_3) = Ar(K) + Ar(Cl) + 3 \cdot Ar(O) = 39 + 35.5 + 3 \cdot 16 = 122.5 \text{ г/моль}$

3. Теперь найдем количество вещества (число молей) $KClO_3$ в 49 г, используя формулу $n = \frac{m}{M}$:

$n(KClO_3) = \frac{m(KClO_3)}{M(KClO_3)} = \frac{49 \text{ г}}{122.5 \text{ г/моль}} = 0.4 \text{ моль}$

4. Используя стехиометрические коэффициенты из уравнения реакции, определим количество вещества кислорода ($O_2$), которое выделится при разложении 0.4 моль $KClO_3$. Соотношение количеств веществ $n(KClO_3) : n(O_2)$ равно 2 : 3.

Составим пропорцию:

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

Выразим отсюда количество вещества кислорода:

$n(O_2) = \frac{3}{2} \cdot n(KClO_3) = 1.5 \cdot 0.4 \text{ моль} = 0.6 \text{ моль}$

5. В задаче не указаны условия (температура и давление), при которых измеряется объем газа. В таких случаях по умолчанию принимаются нормальные условия (н.у.), при которых молярный объем любого газа ($V_m$) составляет 22.4 л/моль. Рассчитаем объем кислорода по формуле $V = n \cdot V_m$.

$V(O_2) = n(O_2) \cdot V_m = 0.6 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 13.44 \text{ л}$

Ответ: объем кислорода, который может быть получен при разложении 49 г бертолетовой соли, составляет 13.44 л.