Перманганат калия (KMnO4) разлагается при нагревании, в результате чего образуется кислород (O2) и другие продукты. Уравнение реакции выглядит следующим образом:
[ 2 , KMnO_4 , \rightarrow , K_2MnO_4 , + , MnO_2 , + , O_2 ]
Из этого уравнения видно, что 2 моль перманганата калия дают 1 моль кислорода. Теперь рассчитаем массу перманганата калия для каждого из указанных случаев.
А) Для получения 4 моль кислорода
Согласно уравнению, чтобы получить 4 моль кислорода, необходимо 8 моль перманганата калия:
[
4 , \text{моль} , O_2 \times \frac{2 , \text{моль} , KMnO_4}{1 , \text{моль} , O_2} = 8 , \text{моль} , KMnO_4
]
Теперь рассчитаем массу:
Молярная масса KMnO4 = 39.1 (K) + 54.9 (Mn) + 4 \times 16 (O) = 158.0 г/моль
[
m = n \times M
]
[
m = 8 , \text{моль} \times 158.0 , \text{г/моль} = 1264 , \text{г}
]
Б) Для получения 224 л кислорода (н.у.)
При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22.4 л. Поэтому количество моль кислорода в 224 л:
[
n = \frac{224 , \text{л}}{22.4 , \text{л/моль}} = 10 , \text{моль} , O_2
]
Для 10 моль кислорода потребуется:
[
10 , \text{моль} , O_2 \times \frac{2 , \text{моль} , KMnO_4}{1 , \text{моль} , O_2} = 20 , \text{моль} , KMnO_4
]
Теперь рассчитаем массу:
[
m = 20 , \text{моль} \times 158.0 , \text{г/моль} = 3160 , \text{г}
]
В) Для получения 40 г кислорода
Сначала найдем количество моль кислорода в 40 г:
Молярная масса кислорода (O2) = 2 \times 16 = 32 г/моль
[
n_{O_2} = \frac{40 , \text{г}}{32 , \text{г/моль}} = 1.25 , \text{моль} , O_2
]
Для 1.25 моль кислорода потребуется:
[
1.25 , \text{моль} , O_2 \times \frac{2 , \text{моль} , KMnO_4}{1 , \text{моль} , O_2} = 2.5 , \text{моль} , KMnO_4
]
Теперь рассчитаем массу:
[
m = 2.5 , \text{моль} \times 158.0 , \text{г/моль} = 395.0 , \text{г}
]
Ответы:
А) 1264 г, Б) 3160 г, В) 395.0 г.
