Дано:
- Масса перманганата калия m_KMnO4 = 245.6 г.
- Массовая доля примеси в KMnO4 = 3.5%.
Найти:
1. Массу аммиака, вступившего в реакцию.
2. Объем образовавшегося азота (н.у.).
Решение:
1. Найдем массу чистого перманганата калия:
m_pure_KMnO4 = m_KMnO4 * (1 - 0.035) = 245.6 г * 0.965 = 236.29 г.
2. Рассчитаем количество молей чистого перманганата калия:
Молярная масса KMnO4 ≈ 39 + 54.94 + 4*16 = 158.94 г/моль.
n_KMnO4 = m_pure_KMnO4 / M_KMnO4 = 236.29 г / 158.94 г/моль ≈ 1.48 моль.
3. Напишем уравнение реакции разложения перманганата калия:
2 KMnO4 → 2 MnO2 + K2O + O2.
Из уравнения видно, что из 2 моль KMnO4 получается 1 моль O2. Следовательно, для 1.48 моль KMnO4 получится:
n_O2 = (1/2) * n_KMnO4 = (1/2) * 1.48 моль ≈ 0.74 моль O2.
4. Теперь рассчитаем объем кислорода при нормальных условиях:
V_O2 = n_O2 * 22.4 л/моль = 0.74 моль * 22.4 л/моль ≈ 16.58 л.
5. Теперь определим массу аммиака, которая вступила в реакцию. Уравнение окисления аммиака кислородом:
4 NH3 + 3 O2 → 2 N2 + 6 H2O.
Из уравнения видно, что на 3 моль O2 требуется 4 моль NH3. Значит, для 0.74 моль O2 потребуется:
n_NH3 = (4/3) * n_O2 = (4/3) * 0.74 моль ≈ 0.99 моль NH3.
6. Найдем массу аммиака:
Молярная масса NH3 ≈ 14 + 3*1 = 17 г/моль.
m_NH3 = n_NH3 * M_NH3 = 0.99 моль * 17 г/моль ≈ 16.83 г.
Ответ:
Масса аммиака, вступившего в реакцию, составляет примерно 16.83 г. Объем образовавшегося азота равен примерно 9.80 л.