1) Пользуясь законом сохранения массы, вычислите массу кислорода, который выделится при разложении 31,6 г перманганата калия KMnO4, если в результате кроме кислорода образовалось 19,7 г K2MnO4 и 8,7 г оксида марганца (IV)? 2) Вычислите объем кислорода, который образуется в задании 1. Сколько молекул и атомов кислорода в этой порции.
Для решения задачи нам необходимо использовать закон сохранения массы. Согласно этому закону, масса реагентов должна быть равна массе продуктов реакции.
1) Рассмотрим уравнение реакции разложения перманганата калия:
2 KMnO4 -> K2MnO4 + MnO2 + O2
Из уравнения видно, что каждые 2 молекулы KMnO4 дают 1 молекулу O2. Таким образом, масса кислорода, выделяющегося при разложении 31,6 г KMnO4, будет равна:
Масса O2 = (31,6 г KMnO4) * (1 мол O2 / 2 мол KMnO4) * (32 г O2 / 1 мол O2) = 252,8 г O2
2) Для вычисления объема кислорода, который образуется, мы должны использовать соотношение между массой и объемом газов при стандартных условиях (0°C и 1 атм):
1 моль газа при стандартных условиях занимает 22,4 литра объема.
Масса O2 = 252,8 г
Молярная масса O2 = 32 г/моль
Объем O2 = (Масса O2) * (1 моль O2 / 32 г O2) * (22,4 л/моль) = 79,6 л
Чтобы вычислить количество молекул кислорода в этой порции, мы можем использовать число Авогадро:
1 моль газа содержит 6,022 × 10^23 молекул.
Масса O2 = 252,8 г
Молярная масса O2 = 32 г/моль
Количество молекул O2 = (Масса O2) * (1 моль O2 / 32 г O2) * (6,022 × 10^23 молекул/моль) = 1,89 × 10^24 молекул O2
Количество атомов кислорода будет равно удвоенному количеству молекул O2, так как каждая молекула O2 содержит 2 атома кислорода:
Количество атомов O = 2 * (1,89 × 10^24 молекул O2) = 3,78 × 10^24 атомов O
Таким образом, масса кислорода, выделяющегося при разложении перманганата калия, составляет 252,8 г, а объем составляет 79,6 л. В этой порции содержится 1,89 × 10^24 молекул O2 и 3,78 × 10^24 атомов O.
