Какова массовая доля диоксида марганца в твердой смеси продуктов, образовавшейся после нагревания 8,4 г перманганата

Иван_3978

38

Чтобы решить данную задачу, нам необходимо использовать химические уравнения реакций и концепцию массовой доли.

Первым шагом, давайте составим химическое уравнение для реакции. Перманганат калия окисляется до марганцевого диоксида и кислорода:

\[2KMnO_4 \rightarrow K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2\]

Из уравнения видно, что в реакции образуется 1 моль MnO₂ на каждые 2 моля KMnO₄. Теперь мы можем провести расчёт.

1) Найдём количество молей KMnO₄ в 8,4 г этого соединения. Для этого используем формулу:

\[\text{количество молей} = \frac{\text{масса в граммах}}{\text{молярная масса}}\]

Молярная масса KMnO₄ равна 39,1 г/моль + 54,9 г/моль + 16,0 г/моль \(\times 4 = 158,0 г/моль\).

\[\text{количество молей KMnO₄} = \frac{8,4 г}{158,0 г/моль} = 0,053 моль\]

2) Найдём количество молей O₂, выделившегося в результате реакции. Для этого воспользуемся объёмом кислорода при нормальных условиях (н.у.) и его молярным объёмом:

\[\text{количество молей} = \frac{\text{объем газа при н.у.}}{\text{молярный объем}}\]

Молярный объём равен 22,4 л/моль, объём кислорода при нормальных условиях равен 448 мл = 0,448 л.

\[\text{количество молей O₂} = \frac{0,448 л}{22,4 л/моль} = 0,02 моль\]

3) Теперь мы можем вычислить массу MnO₂, образовавшегося в результате реакции:

\[\text{масса MnO₂} = \text{количество молей MnO₂} \times \text{молярная масса MnO₂}\]

Молярная масса MnO₂ равна 55,8 г/моль.

\[\text{масса MnO₂} = 0,02 моль \times 55,8 г/моль = 1,116 г\]

4) Теперь мы можем вычислить массовую долю MnO₂ в твердой смеси продуктов. Для это используем формулу:

\[\text{массовая доля} = \frac{\text{масса MnO₂}}{\text{масса общей смеси}} \times 100\%\]

Масса общей смеси равна массе перманганата калия, так как он был полностью превратился в продукты реакции.

\[\text{массовая доля} = \frac{1,116 г}{8,4 г} \times 100\% \approx 13,3\%\]

Таким образом, массовая доля диоксида марганца в твердой смеси составляет около 13,3%. Выбранный вариант ответа "29%" не соответствует рассчитанному результату.