Окей, давай разберемся с этой задачей по химии шаг за шагом.
Часть 1 задачи требует использовать метод электронного баланса для составления уравнения реакции между KClO3 и S, в результате которой образуются SO2 и KCl. Также необходимо определить окислитель и восстановитель.
Прежде всего, составим схемы полуреакций окисления и восстановления:
- Восстановление KClO3 до KCl:
KClO3 → KCl + O2 (сначала записываем предполагаемые продукты реакции).
Теперь уточним количество электронов в полуреакции восстановления. Клор переходит с +5 до -1, значит, для одного атома клора необходимо 6 электронов.
- Окисление серы (S) до SO2:
S → SO2
Здесь сера переходит с 0 до +4, значит, каждый атом отдает 4 электрона.
- Выравнивание электронного баланса:
Для полуреакции восстановления мы имеем:
KClO3 + 6 e^- → KCl + 3 O2^-
И для полуреакции окисления:
S - 4 e^- → SO2
Теперь уравняем количество электронов, умножив второе уравнение на 6, получим:
6S - 24 e^- → 6SO2
Итак, если умножить вторую полуреакцию на 6, то у нас будет 24 электронов в окислении и 24 электрона в восстановлении, что уравновешивает электроны. Теперь можно сложить две полуреакции:
KClO3 + 6S → KCl + 3O2 + 6SO2
Это уравнение показывает, что KClO3 является окислителем, а S - восстановителем.
Далее, перейдем к Части 2: нужно вычислить объем кислорода, который потребуется для получения оксида калиция массой 112 г.
Молекулярная масса KClO3 составляет 39 (K) + 35,5 (Cl) + 3*16 (O) = 122,5 г/моль. Из уравнения реакции мы видим, что один моль KClO3 выделяет 3/2 моль O2.
Теперь найдем, сколько молей KClO3 понадобится для получения 112 г KCl:
112 г KCl ÷ (39 + 35,5) г/моль = 112 г KCl ÷ 74,5 г/моль ≈ 1,503 моль KCl
Поскольку KCl и KClO3 находятся в стехиометрическом соотношении 1:1, то и KClO3 тоже потребуется 1,503 моль.
Количество кислорода в молях, необходимое для реакции, будет в 3/2 раз больше (исходя из уравнения реакции):
1,503 моль KClO3 * (3/2 моль O2/1 моль KClO3) ≈ 2,255 моль O2
Объем одного моля газа при стандартных условиях составляет 22,4 литра, так что:
2,255 моль O2 * 22,4 л/моль ≈ 50,52 литра O2
Значит, для реакции потребуется около 50,52 литра кислорода.
