Question

После полного разложения 15,8 г перманганата калия с массовой долей примесей 20% образовалась смесь твёрдых веществ. Какой максимальный объём хлора (н.у.) можно получить при действии на образовавшуюся смесь соляной кислотой? В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).

Accepted Answer

Answer

Идея решения: найти количество вещества чистого перманганата калия, определить состав продуктов его разложения, затем рассчитать объём хлора, выделяющегося при взаимодействии этих продуктов с соляной кислотой.

**Уравнения реакций:**

Разложение перманганата калия:

$$\ce{2KMnO4 ->[t] K2MnO4 + MnO2 + O2 ^}$$

Взаимодействие манганата калия с соляной кислотой:

$$\ce{K2MnO4 + 8HCl -> MnCl2 + 2KCl + 2Cl2 ^ + 4H2O}$$

Взаимодействие оксида марганца(IV) с соляной кислотой:

$$\ce{MnO2 + 4HCl -> MnCl2 + Cl2 ^ + 2H2O}$$

**Расчёты:**

Определим массовую долю чистого перманганата калия:

$$\omega(\ce{KMnO4}) = 100\% - 20\% = 80\%$$

Вычислим массу чистого перманганата калия:

$$m(\ce{KMnO4}) = 15{,}8 \cdot 0{,}8 = 12{,}64 	ext{ г}$$

Найдём количество вещества перманганата калия:

$$n(\ce{KMnO4}) = \frac{12{,}64}{158} = 0{,}08 	ext{ моль}$$

По первому уравнению определим количество вещества продуктов разложения. Из соотношения $2\ce{KMnO4}$ образуется 1 $\ce{K2MnO4}$ и 1 $\ce{MnO2}$:

$$n(\ce{K2MnO4}) = \frac{0{,}08}{2} = 0{,}04 	ext{ моль}$$

$$n(\ce{MnO2}) = \frac{0{,}08}{2} = 0{,}04 	ext{ моль}$$

Рассчитаем количество хлора из второго уравнения. На 1 моль $\ce{K2MnO4}$ образуется 2 моль $\ce{Cl2}$:

$$n_2(\ce{Cl2}) = 2 \cdot 0{,}04 = 0{,}08 	ext{ моль}$$

Рассчитаем количество хлора из третьего уравнения. На 1 моль $\ce{MnO2}$ образуется 1 моль $\ce{Cl2}$:

$$n_3(\ce{Cl2}) = 0{,}04 	ext{ моль}$$

Найдём общее количество хлора:

$$n(\ce{Cl2}) = 0{,}08 + 0{,}04 = 0{,}12 	ext{ моль}$$

Вычислим объём хлора при нормальных условиях:

$$V(\ce{Cl2}) = 0{,}12 \cdot 22{,}4 = 2{,}688 	ext{ л}$$

Задание №34Расчётные задачиЕГЭ по химии