Question

Определите массу (кг) нитрата калия, необходимую для перевода 10 кг пиролюзита, содержащего 87% (масс.) MnO2, в манганат калия. Какой объем (м3, н. у.) газообразного продукта при этом образуется? Свой ответ подтвердите необходимыми расчетами по уравнению реакции.

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Определите массу (кг) нитрата калия, необходимую для перевода 10 кг пиролюзита, содержащего 87% (масс.) MnO2, в манганат калия. Какой объем (м3, н. у.) газообразного продукта при этом образуется? Свой ответ подтвердите необходимыми расчетами по уравнению реакции.

MnO2  +  KNO3   +   KOH  =  K2MnO2  +  KNO2  +   H2O

            Mn(+4) -2e = Mn(+6) восстановитель ║1

             N(+5) +2 e = N(+3)     окислитель      ║1

Но  реакция  протекает  в  растворе  и  никакой  газообразный  продукт  реакции  при этом  не образуется.  Вероятно,  в задании  опечатка   и  следует  читать .......  в  перманганат  калия

Тогда   уравнение  реакции  выглядит  так:

              MnO2  +  KNO3  =  KMnO4  +  NO↑

           Mn(+4) -3e = Mn(+7) восстановитель ║1

             N(+5) +3 e = N(+2)     окислитель      ║1

1. Вычислим  массу  диоксида  марганца  в 10 кг  пиролюзита:

     10 кг   ×  0,87   =   8,7  кг

2.  Количество  MnO2 =  8,7 кг  : 87 г/моль =  0,1 кмоль.

   Тогда  согласно  уравнению  количество  вещества  оксида азота(II)  cоставит  также  0,1  кмоль

V(NO) =  22,4  л/моль × 0,1 кмоль  =  2,24 м³

Answer 2

Для решения этой задачи, первым шагом является запись сбалансированного уравнения реакции между пиролюзитом (MnO2) и нитратом калия (KNO3) для образования манганата калия (K2MnO4):

3 MnO2 + 4 KNO3 + 4 KOH → 2 K2MnO4 + 4 KNO2 + 2 H2O

Согласно уравнению реакции, 3 молекулы MnO2 требуют 4 молекулы KNO3 для образования 2 молекул K2MnO4.

1. Вычислим молекулярную массу MnO2: Молекулярная масса MnO2 = масса Mn + 2 * масса O = 54.94 г/моль + 2 * 16.00 г/моль = 86.94 г/моль.

2. Рассчитаем массу MnO2 в 10 кг пиролюзита, содержащего 87% MnO2: Масса MnO2 = 0.87 * 10 кг = 8.7 кг.

3. Теперь рассчитаем массу нитрата калия (KNO3), необходимую для реакции с этим количеством MnO2: Согласно уравнению реакции, коэффициент пропорции между MnO2 и KNO3 составляет 4:3. Масса KNO3 = (3/4) * Масса MnO2 = (3/4) * 8.7 кг = 6.525 кг.

4. Теперь вычислим количество молей KNO3, используя её молекулярную массу: Молекулярная масса KNO3 = масса K + масса N + 3 * масса O = 39.10 г/моль + 14.01 г/моль + 3 * 16.00 г/моль = 101.10 г/моль. Количество молей KNO3 = Масса KNO3 / Молекулярная масса KNO3 = 6.525 кг / 101.10 г/моль ≈ 0.0646 моль.

5. Так как 1 моль KNO3 в реакции образует 2 моли K2MnO4, то образуется: Количество молей K2MnO4 = 2 * Количество молей KNO3 = 2 * 0.0646 моль = 0.1292 моль.

6. Теперь посчитаем молекулярную массу K2MnO4: Молекулярная масса K2MnO4 = масса K + 2 * масса Mn + 4 * масса O = 2 * 39.10 г/моль + 2 * 54.94 г/моль + 4 * 16.00 г/моль = 198.20 г/моль.

7. Масса K2MnO4, образующегося при реакции: Масса K2MnO4 = Количество молей K2MnO4 * Молекулярная масса K2MnO4 = 0.1292 моль * 198.20 г/моль ≈ 25.59 г.

8. Теперь мы можем рассчитать объём газообразного продукта (в нормальных условиях), который образуется в результате реакции. У нас нет информации о том, какой именно газ образуется, поэтому мы не можем точно определить его объём без дополнительных данных о коэффициентах реакции.

Подытожив все расчеты, масса нитрата калия (KNO3), необходимая для перевода 10 кг пиролюзита, содержащего 87% MnO2, в манганат калия (K2MnO4), составляет примерно 6.525 кг. Объём газообразного продукта будет зависеть от конкретной реакции и коэффициентов в уравнении реакции, которые не были предоставлены в задаче.