Какое количество перманганата калия использовалось для реакции с концентрированной соляной кислотой с целью получения

Лазерный_Робот

7

Для решения данной задачи нам необходимо знать уравнение реакции между перманганатом калия и соляной кислотой, а также производные данные, такие как температура и давление.

Уравнение реакции между перманганатом калия (\(KMnO_4\)) и соляной кислотой (\(HCl\)):

\[2KMnO_4 + 16HCl \rightarrow 2KCl + 2MnCl_2 + 8H_2O + 5Cl_2\]

Согласно уравнению реакции, на каждые 2 моль перманганата калия необходимо 16 моль соляной кислоты для получения 5 молей хлора.

Задание просит определить количество перманганата калия, используемого для получения 10 литров хлора при стандартных условиях температуры (18 °C) и давления (100 кПа).

Для решения задачи, нам необходимо выполнить следующие шаги:

Шаг 1: Выразим количество перманганата калия:
Мы знаем, что на 2 моля перманганата калия приходится 5 молей хлора. Таким образом, если мы знаем количество молей хлора, мы можем выразить количество молей перманганата калия.

Количество молей хлора:
Используем уравнение газового состояния для решения этой задачи:
\[PV = nRT\]
где P - давление газа, V - объем газа, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная (0,0821 л·атм/моль·К), T - температура в Кельвинах.

Переведем значения температуры и давления в Кельвины и атмосферы соответственно:
Температура: 18 °C + 273,15 = 291,15 K
Давление: 100 кПа ÷ 101,3 = 0,986 атм

\[n = \frac{{PV}}{{RT}} = \frac{{0,986 \ \text{атм} \cdot 10 \ \text{литров}}}{{0,0821 \ \text{л} \cdot \text{атм}/\text{моль} \cdot \text{К} \cdot 291,15 \ \text{K}}} \approx 3,11 \ \text{моль} \ \text{хлора}\]

Количество молей перманганата калия:
Используем пропорцию, основанную на уравнении реакции:
\(\frac{{\text{моль} \ KMnO_4}}{{\text{моль} \ Cl_2}} = \frac{{2}}{{5}}\)
\(\text{моль} \ KMnO_4 = \frac{{2 \cdot 3,11 \ \text{моль}}}{5} = 1,868 \ \text{моль} \ KMnO_4\)

Шаг 2: Выразим массу перманганата калия:
Чтобы найти массу перманганата калия, нам необходимо знать молярную массу \(KMnO_4\), которая равна 158,034 г/моль.

Масса \(KMnO_4\):
\(\text{масса} \ KMnO_4 = \text{молярная масса} \times \text{количество молей} = 158,034 \ \text{г/моль} \times 1,868 \ \text{моль} \approx 295,038 \ \text{г}\)

Таким образом, для получения 10 литров хлора при стандартных условиях температуры и давления необходимо использовать примерно 295,038 г перманганата калия.