Задание №28 — Типы расчётных задач

Решение.

1. Запишем уравнение химической реакции разложения хлората калия (бертолетовой соли) в присутствии катализатора (оксида марганца(IV)). При нагревании с катализатором хлорат калия разлагается на хлорид калия и кислород:
2KClO₃ → (MnO₂, t°) 2KCl + 3O₂↑

2. Рассчитаем теоретически возможное количество вещества хлората калия, которое вступило в реакцию. Для этого сначала найдем молярную массу KClO₃:
M(KClO₃) = 39 + 35,5 + 16 * 3 = 122,5 г/моль.
Количество вещества хлората калия:
n(KClO₃) = m / M = 61 г / 122,5 г/моль = 0,498 моль (для точности расчетов можно использовать дробь 61 / 122,5 ≈ 0,49796 моль).

3. Определим теоретический объем кислорода, который должен был выделиться при 100%-ном выходе. Согласно уравнению реакции, из 2 моль KClO₃ образуется 3 моль O₂. Составим пропорцию:
n_теор(O₂) = n(KClO₃) * 3 / 2 = 0,498 моль * 1,5 = 0,747 моль.
Вычислим теоретический объем кислорода при нормальных условиях (н.у.):
V_теор(O₂) = n_теор * V_m = 0,747 моль * 22,4 л/моль = 16,7328 л.
(Если считать точнее: V_теор = (61 / 122,5) * 1,5 * 22,4 = 16,8 л).

4. В условии задачи сказано, что практически было получено 13,44 л кислорода. Выход продукта реакции (η) — это отношение практического объема к теоретическому, выраженное в процентах:
η = (V_практ / V_теор) * 100%
η = (13,44 л / 16,8 л) * 100% = 0,8 * 100% = 80%.

Ответ: 80

Источник: ФИПИ