Номер 303, страница 65 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

303. Рассчитайте химическое количество каждого вещества, теоретически необходимого для получения кислорода массой 640 кг:

а) $KMnO_4$;

б) $KNO_3$;

в) $O_3$;

г) $KClO_3$;

д) $H_2O_2$;

е) $H_2O$.

Дано:

$m(O_2) = 640 \text{ кг}$

Перевод в СИ:

Масса кислорода в граммах: $m(O_2) = 640 \cdot 10^3 \text{ г}$

Найти:

$n(KMnO_4) - ?$

$n(KNO_3) - ?$

$n(O_3) - ?$

$n(KClO_3) - ?$

$n(H_2O_2) - ?$

$n(H_2O) - ?$

Решение:

В первую очередь рассчитаем химическое количество (число молей) кислорода ($O_2$), которое необходимо получить.

Молярная масса кислорода $M(O_2)$ составляет:

$M(O_2) = 2 \cdot A_r(O) = 2 \cdot 16 = 32 \text{ г/моль}$

Химическое количество кислорода $n(O_2)$ равно:

$n(O_2) = \frac{m(O_2)}{M(O_2)} = \frac{640 \cdot 10^3 \text{ г}}{32 \text{ г/моль}} = 20 \cdot 10^3 \text{ моль} = 20 \text{ кмоль}$

Теперь рассчитаем химическое количество каждого исходного вещества.

а) KMnO₄

Реакция термического разложения перманганата калия:

$2KMnO_4 \xrightarrow{t} K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2$

Согласно уравнению реакции, из 2 моль $KMnO_4$ образуется 1 моль $O_2$. Соотношение количеств веществ:

$\frac{n(KMnO_4)}{n(O_2)} = \frac{2}{1}$

Следовательно, необходимое химическое количество $KMnO_4$:

$n(KMnO_4) = 2 \cdot n(O_2) = 2 \cdot 20 \text{ кмоль} = 40 \text{ кмоль}$

Ответ: $40 \text{ кмоль}$.

б) KNO₃

Реакция термического разложения нитрата калия:

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

Из 2 моль $KNO_3$ образуется 1 моль $O_2$. Соотношение количеств веществ:

$\frac{n(KNO_3)}{n(O_2)} = \frac{2}{1}$

Необходимое химическое количество $KNO_3$:

$n(KNO_3) = 2 \cdot n(O_2) = 2 \cdot 20 \text{ кмоль} = 40 \text{ кмоль}$

Ответ: $40 \text{ кмоль}$.

в) O₃

Реакция разложения озона:

$2O_3 \rightarrow 3O_2$

Из 2 моль $O_3$ образуется 3 моль $O_2$. Соотношение количеств веществ:

$\frac{n(O_3)}{n(O_2)} = \frac{2}{3}$

Необходимое химическое количество $O_3$:

$n(O_3) = \frac{2}{3} \cdot n(O_2) = \frac{2}{3} \cdot 20 \text{ кмоль} \approx 13.33 \text{ кмоль}$

Ответ: $\approx 13.33 \text{ кмоль}$.

г) KClO₃

Реакция каталитического разложения хлората калия (бертолетовой соли):

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

Из 2 моль $KClO_3$ образуется 3 моль $O_2$. Соотношение количеств веществ:

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

Необходимое химическое количество $KClO_3$:

$n(KClO_3) = \frac{2}{3} \cdot n(O_2) = \frac{2}{3} \cdot 20 \text{ кмоль} \approx 13.33 \text{ кмоль}$

Ответ: $\approx 13.33 \text{ кмоль}$.

д) H₂O₂

Реакция каталитического разложения пероксида водорода:

$2H_2O_2 \xrightarrow{MnO_2} 2H_2O + O_2$

Из 2 моль $H_2O_2$ образуется 1 моль $O_2$. Соотношение количеств веществ:

$\frac{n(H_2O_2)}{n(O_2)} = \frac{2}{1}$

Необходимое химическое количество $H_2O_2$:

$n(H_2O_2) = 2 \cdot n(O_2) = 2 \cdot 20 \text{ кмоль} = 40 \text{ кмоль}$

Ответ: $40 \text{ кмоль}$.

е) H₂O

Реакция электролиза воды:

$2H_2O \xrightarrow{\text{электролиз}} 2H_2 + O_2$

Из 2 моль $H_2O$ образуется 1 моль $O_2$. Соотношение количеств веществ:

$\frac{n(H_2O)}{n(O_2)} = \frac{2}{1}$

Необходимое химическое количество $H_2O$:

$n(H_2O) = 2 \cdot n(O_2) = 2 \cdot 20 \text{ кмоль} = 40 \text{ кмоль}$

Ответ: $40 \text{ кмоль}$.