Question

Рассчитайте массу перманганата калия, необходимого для получения кислорода объёмом (н. у.) 5,88 дм3, если практический выход кислорода равен 90,6 %, исходный реактив содержит 1,88 % посторонних примесей.

Answer 1

Дано:  
Объем кислорода V(O2) = 5.88 дм3 = 5.88 л (переведем в литры)  
Практический выход кислорода = 90.6 %  
Содержание примесей = 1.88 %  

Найти:  
Массу перманганата калия (KMnO4), необходимого для получения кислорода.

Решение:  
1. Рассчитаем теоретический объем кислорода, который должен быть получен:  
V(теор.) = V(O2) / (выход / 100)  
V(теор.) = 5.88 л / (90.6 / 100) ≈ 6.48 л

2. Используем уравнение реакции разложения перманганата калия на кислород:  
2 KMnO4 → 2 MnO2 + K2CO3 + O2

Из уравнения видно, что 2 моль KMnO4 дают 1 моль O2. Значит, для получения 1 моль O2 нужно 2 моль KMnO4.

3. Находим количество молей кислорода:  
n(O2) = V(O2) / Vm  
где Vm = 22.4 дм3/моль (молярный объем газа при н.у.).

n(O2) = 5.88 дм3 / 22.4 дм3/моль ≈ 0.2625 моль

4. Теперь найдем количество молей перманганата калия:  
n(KMnO4) = 2 * n(O2) = 2 * 0.2625 моль ≈ 0.5250 моль

5. Молярная масса KMnO4 = 39.1 г/моль (K) + 54.9 г/моль (Mn) + 16*4 г/моль (O) = 158.03 г/моль

6. Теперь можем найти массу KMnO4:  
m(KMnO4) (без учета примесей) = n(KMnO4) * M(KMnO4)  
m(KMnO4) = 0.5250 моль * 158.03 г/моль ≈ 82.91 г

7. Учитываем содержание примесей:  
m(KMnO4) (с учетом примесей) = m(KMnO4) / (1 - содержание примесей)  
m(KMnO4) (с учетом примесей) = 82.91 г / (1 - 0.0188) ≈ 84.33 г

8. Учитываем практический выход:  
m(необходимый KMnO4) = m(KMnO4) (с учетом примесей) / (выход / 100)  
m(необходимый KMnO4) = 84.33 г / (90.6 / 100) ≈ 93.16 г

Ответ:  
Необходимая масса перманганата калия составляет примерно 93.16 г.