Дано:
Масса перманганата калия (KMnO4) = 0,84 г.
Степень окисления марганца в KMnO4 = +7, а степень окисления при восстановлении = +2.
Сера(IV) окисляется до соединения с серой в степени окисления +6.
Найти:
Объем сернистого газа (SO2), который может прореагировать с раствором перманганата калия.
Решение:
1. Найдем количество вещества KMnO4. Молярная масса KMnO4:
K = 39,1 г/моль,
Mn = 54,9 г/моль,
O4 = 16 г/моль * 4 = 64 г/моль.
Итого:
M(KMnO4) = 39,1 + 54,9 + 64 = 158 г/моль.
Количество вещества KMnO4:
n(KMnO4) = m(KMnO4) / M(KMnO4) = 0,84 г / 158 г/моль ≈ 0,0053 моль.
2. В реакции KMnO4 с сернистым газом каждый ион MnO4- требует 5 электронов для восстановления до Mn2+. Таким образом, на 1 моль KMnO4 будет использовано 5 моль электронов.
3. Для сернистого газа (SO2), который окисляется до серной кислоты (H2SO4), реакция выглядит так:
2 SO2 + O2 → 2 H2SO4.
Каждая молекула SO2 отдает 2 электрона при окислении до серы +6.
Таким образом, у нас есть соотношение:
5 моль e- от KMnO4 реагируют с 2 моль SO2.
Теперь найдем количество сернистого газа, которое может прореагировать:
n(SO2) = (5/2) * n(KMnO4) = (5/2) * 0,0053 моль ≈ 0,01325 моль.
4. Найдем объем сернистого газа при нормальных условиях (н.у.):
Объем газа (V) = n(SO2) * Vм, где Vм = 22,4 л/моль.
Объем:
V(SO2) = 0,01325 моль * 22,4 л/моль ≈ 0,297 л.
Ответ:
Объем сернистого газа, который может прореагировать с раствором перманганата калия, составляет примерно 0,297 литра.