Дано:
- масса перманганата калия (KMnO4) = 63,2 г
- выход продукта реакции = 87,5%
- реакция: 2 KMnO4 + 16 HCl → 2 MnCl2 + 5 Cl2 + 8 H2O + 2 KCl
Найти:
- объем хлора (Cl2) при н.у.
Решение:
1. Найдем число молей KMnO4:
M(KMnO4) = 39 (K) + 55 (Mn) + 4 * 16 (O) = 39 + 55 + 64 = 158 г/моль
n(KMnO4) = m / M = 63,2 г / 158 г/моль ≈ 0,399 моль
2. С одной молекулы KMnO4 при реакции выделяется 5/2 = 2,5 моль Cl2.
Значит, для 0,399 моль KMnO4 выделяется:
n(Cl2) = 0,399 моль KMnO4 * (5/2) = 0,9975 моль Cl2
3. Найдем массу Cl2:
M(Cl2) = 2 * 35,5 = 71 г/моль
m(Cl2) = n(Cl2) * M(Cl2) = 0,9975 моль * 71 г/моль ≈ 70,785 г
4. Вычислим фактическую массу Cl2 с учетом выхода:
m(Cl2, фактическая) = m(Cl2) * (выход / 100) = 70,785 г * 0,875 = 61,15375 г
5. Найдем число молей фактического Cl2:
n(Cl2, фактическая) = m(Cl2, фактическая) / M(Cl2) = 61,15375 г / 71 г/моль ≈ 0,861 моль
6. Найдем объем Cl2 при н.у. (нормальные условия: T = 0°C, P = 1 атм, V = 22,4 л/моль):
V(Cl2) = n(Cl2) * 22,4 л/моль = 0,861 моль * 22,4 л/моль ≈ 19,33 л
Ответ:
Объем хлора, выделяющегося при реакции, составляет примерно 19,33 литра.