Каковы массовые доли компонентов смеси, полученные после нагревания перманганата калия массой 31,6 г, которое привело

Антонович_8774

48

Для решения данной задачи нам потребуется использовать знания о химических реакциях и стехиометрии. Давайте рассмотрим все шаги по порядку.

Шаг 1: Запись химической реакции
Перманганат калия (KMnO4) при нагревании претерпевает частичное разложение с образованием кислорода (O2) и марганата(VI) калия (K2MnO4):

\[2KMnO4 \rightarrow K2MnO4 + MnO2 + O2 \uparrow\]

Шаг 2: Расчет количества полученного кислорода
Мы знаем, что при обработке образовавшейся смеси соляной кислотой выделилось 8.96 л хлора. Поскольку кислород образуется в соотношении 1:1 с хлором, то объем выделенного кислорода также равен 8.96 л.

Шаг 3: Расчет количества перманганата калия
Для этого мы воспользуемся уравнением идеального газа PV = nRT, где P - давление газа, V - его объем, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах. Зная, что 1 моль газа занимает при нормальных условиях (0°C и 1 атм) объем 22.4 л, можно определить количество молей кислорода, выделившегося при разложении перманганата калия:

\[\frac{8.96 \, \text{л}}{22.4 \, \text{л/моль}} = 0.4 \, \text{моль}\]

Так как конечное разложение перманганата калия приводит к образованию одного моля кислорода, то из уравнения реакции видно, что для образования 0.4 моля кислорода требуется 2 моля перманганата калия.

Шаг 4: Расчет массы перманганата калия
Масса перманганата калия может быть вычислена по формуле массы:

\[m = n \cdot M\]

где m - масса вещества, n - количество молей вещества, M - молярная масса вещества. Молярная масса перманганата калия (KMnO4) равна 158 г/моль. Таким образом:

\[m = 2 \cdot 158 \, \text{г/моль} = 316 \, \text{г}\]

Полученная масса перманганата калия равна 316 г.

Шаг 5: Расчет массовых долей компонентов смеси
Чтобы определить массовые доли компонентов смеси, необходимо вычислить массы каждого компонента. Рассмотрим химическую реакцию разложения перманганата калия:

\[2KMnO4 \rightarrow K2MnO4 + MnO2 + O2 \uparrow\]

Согласно уравнению реакции, 2 моля перманганата калия разлагаются на 1 моль красновато-фиолетового марганата(VI) калия (K2MnO4), 1 моль оксида марганца(IV) (MnO2) и 1 моль кислорода (O2).

Массовая доля каждого компонента может быть рассчитана следующим образом:

\[\text{Массовая доля} (\%) = \frac{\text{Масса компонента}}{\text{Масса смеси}} \times 100\]

Масса смеси равна массе перманганата калия, которая равна 31.6 г.

Масса красновато-фиолетового марганата(VI) калия (K2MnO4) равна массе 1 моля, которая равна 2 молярным массам этого вещества:

\[m_{K2MnO4} = 2 \cdot \text{Молярная масса}(K2MnO4)\]

Масса оксида марганца(IV) (MnO2) равна массе 1 моля, которая равна 1 молярной массе этого вещества:

\[m_{MnO2} = \text{Молярная масса}(MnO2)\]

Масса кислорода (O2) равна массе 1 моля, которая равна 2 молярным массам кислорода:

\[m_{O2} = 2 \cdot \text{Молярная масса}(O2)\]

Теперь мы можем рассчитать массовые доли каждого компонента:

\[\text{Массовая доля}(K2MnO4) = \frac{m_{K2MnO4}}{m_{\text{смеси}}} \times 100\]
\[\text{Массовая доля}(MnO2) = \frac{m_{MnO2}}{m_{\text{смеси}}} \times 100\]
\[\text{Массовая доля}(O2) = \frac{m_{O2}}{m_{\text{смеси}}} \times 100\]

Подставим значения переменных и произведем вычисления. Желательно округлить результаты до двух знаков после запятой.

Обратите внимание, что на этом этапе нет необходимости учитывать массу хлора, так как вопрос просто требует вычисления массовых долей компонентов смеси после реакций с перманганатом калия и соляной кислотой.

Пожалуйста, укажите значения массовых долей каждого компонента, и я помогу вам выполнить этот расчет.