Question

Навеску перманганата калия массой 12,2 г обработали раствором массой 45,5 г с массовой долей хлороводорода 36,0 %. Рассчитайте объём (н. у.) выделившегося при этом газа, если его практический выход равен 66,4 %.

Answer 1

дано:  
- Масса перманганата калия (KMnO4) = 12,2 г  
- Масса раствора HCl = 45,5 г  
- Массовая доля HCl = 36,0 %  
- Практический выход газа = 66,4 %

найти:  
1. Объем выделившегося газа (при нормальных условиях).

решение:  

1. Найдем массу HCl в растворе:  
   m(HCl) = 45,5 г * 0,36 = 16,38 г  

2. Определим количество вещества HCl:  
   M(HCl) ≈ 36,46 г/моль  
   n(HCl) = m(HCl) / M(HCl) = 16,38 г / 36,46 г/моль ≈ 0,449 моль  

3. Запишем уравнение реакции между перманганатом калия и хлороводородом:  
   2 KMnO4 + 16 HCl → 2 MnCl2 + 8 Cl2 + 2 KCl + 8 H2O  

   По уравнению видно, что на 2 моля KMnO4 необходимо 16 молей HCl, чтобы выделилось 8 молей Cl2.

4. Найдем количество вещества KMnO4:  
   M(KMnO4) ≈ 158 г/моль  
   n(KMnO4) = 12,2 г / 158 г/моль ≈ 0,077 моль  

5. Рассчитаем, сколько молей Cl2 теоретически получится из имеющихся реагентов:  
   Соотношение из уравнения: 2 моль KMnO4 дает 8 моль Cl2.  
   Следовательно, 0,077 моль KMnO4 даст:  
   n(Cl2) theoretical = (0,077 моль KMnO4) * (8 моль Cl2 / 2 моль KMnO4) = 0,308 моль Cl2  

6. Вычислим фактическое количество выделившегося газа с учетом практического выхода:  
   n(Cl2) actual = n(Cl2) theoretical * (66,4 / 100) = 0,308 моль * 0,664 ≈ 0,204 моль  

7. Рассчитаем объем выделившегося газа при нормальных условиях:  
   V(Cl2) = n(Cl2) * 22,4 л/моль = 0,204 моль * 22,4 л/моль ≈ 4,57 л  

ответ:  
Объем выделившегося газа составляет примерно 4,57 литра.