Рассчитайте массу перманганата калия, необходимого для получения кислорода А) количеством 4 моль; Б) объемом 224 л (н.у.); В) массой 40 г.

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.