Вычислите объем кислорода (в литрах, при н. у.), который выделится при разложении 4,9 г хлората калия в присутствии катализатора.
Для решения задачи нам нужно определить объем кислорода, выделяющегося при разложении хлората калия (KClO₃), учитывая количество вещества и химическую реакцию.
Шаг 1. Запись уравнения реакции
Разложение хлората калия происходит по следующему уравнению:
\[ 2 \, \mathrm{KClO}_3 \rightarrow 2 \, \mathrm{KCl} + 3 \, \mathrm{O}_2 \]
Это означает, что из 2 молекул хлората калия выделяется 3 молекулы кислорода.
Шаг 2. Найти количество вещества хлората калия
Дано: масса хлората калия, \( m = 4,9 \text{ г} \).
Молярная масса KClO₃:
- K: 39 г/моль
- Cl: 35,5 г/моль
- O₃: 3 × 16 = 48 г/моль
Общая молярная масса: \[ M_{KClO_3} = 39 + 35,5 + 48 = 122,5 \text{ г/моль} \]
Количество вещества: \[ n = \frac{m}{M} = \frac{4,9}{122,5} \approx 0,04 \text{ моль} \]
Шаг 3. Определить объем выделяющегося кислорода
Из уравнения реакции видно, что из 2 моль KClO₃ выделяется 3 моль O₂. Значит, при разложении 1 моль KClO₃ выделится:
\[ \frac{3}{2} = 1,5 \text{ моль O}_2 \]
Для нашего количества вещества: \[ n_{O_2} = 0,04 \text{ моль} \times 1,5 = 0,06 \text{ моль} \]
Шаг 4. Рассчитать объем кислорода при н.у.
При нормальных условиях один моль газа занимает 22,4 литра. Тогда объем кислорода: \[ V_{O_2} = n_{O_2} \times 22,4 \text{ л} \]
Подставляем значение: \[ V_{O_2} = 0,06 \times 22,4 \approx 1,344 \text{ л} \]
Итог:
Объем кислорода, выделившийся при разложении 4,9 г хлората калия, составляет примерно 1,34 литра.
