При нагревании 245 г бертолетовой соли часть ее разложилась с выделением кислорода, а остальная часть соли - с образованием перхлората калия и хлорида калия. Определите процентное содержание перхлората калия в твердом остатке, если выделилось 13,44 л кислорода (н. у.).
Ответы
1 моль газа при нормальных условиях (0°C и 1 атм) занимает около 22,7 л (точное значение 22,71 л). Таким образом, мы можем определить количество молей кислорода:
13,44 л (кислород) / 22,71 л (1 моль кислорода н.у.) ≈ 0,591 моль кислорода
2KClO₃ → 2KCl + 3O₂
1 моль KClO₃ образует 3 моль O₂, следовательно, 0,591 моль O₂ образуются из:
0,591 моль O₂ × (1 моль KClO₃ / 3 моль O₂) ≈ 0,197 моль KClO₃
Теперь определим массу 0,197 моль KClO₃. Молярная масса KClO₃ составляет примерно 122,55 г/моль:
Масса KClO₃ = 0,197 моль × 122,55 г/моль ≈ 24,16 г
Процентное содержание = (Масса KClO₃ / Начальная масса бертолетовой соли) × 100
Процентное содержание = (24,16 г / 245 г) × 100 ≈ 9,85%
Дано:
m(KClO3) = 245 г
V(O2) = 13,44 л
Найти:
ω(KClO4) - ?
Решение:
1) 2KClO3 -(t°С)→ 2KCl + 3O2;
4KClO3 -(t°С)→ 3KClO4 + KCl;
2) n общ.(KClO3) = m / M = 245 / 122,5 = 2 моль;
3) n(O2) = V(O2) / Vm = 13,44 / 22,4 = 0,6 моль;
4) n1(KClO3) = n(O2) * 2 / 3 = 0,6 * 2 / 3 = 0,4 моль;
5) n2(KClO3) = n общ. - n1 = 2 - 0,4 = 1,6 моль;
6) n(KClO4) = n2(KClO3) * 3 / 4 = 1,6 * 3 / 4 = 1,2 моль;
7) m(KClO4) = n * M = 1,2 * 138,5 = 166,2 г;
8) m(O2) = n * M = 0,6 * 32 = 19,2 г;
9) m(тв.ост.) = m(KClO3) - m(O2) = 245 - 19,2 = 225,8 г;
10) ω(KClO4) = m(KClO4) * 100% / m(тв.ост.) = 166,2 * 100% / 225,8 = 73,6%.
Ответ: Массовая доля KClO4 составляет 73,6%.