Question

Газ,полученный при полном термическом разложении 31,6 пермонгоната калия смешали с газом,полученном при взаимодействии 13г цинка и 50г раствора серной кислоты с массовой долей кислоты 19,6%. Смесь взорвали. Определить какой газ в избытке и рассчитать его объём

Answer 1

Решение на фото......

Answer 2

Давайте разберемся поэтапно.

1. Начнем с полного термического разложения пермонгоната калия (KMnO₄): 2KMnO₄ → K₂O + 2MnO₂ + 3O₂

Молярная масса KMnO₄ = 39 + 55 + 16 * 4 = 39 + 55 + 64 = 158 г/моль Молярная масса O₂ = 16 * 2 = 32 г/моль

Моля пермонгоната калия (KMnO₄) = 31.6 г / 158 г/моль = 0.2 моль Моля кислорода (O₂) = 3 * 0.2 моль = 0.6 моль

Так как KMnO₄ разложился на 0.6 моль кислорода, этот объем кислорода уже включен в итоговую смесь, к которой мы добавим газ, полученный при взаимодействии цинка (Zn) и серной кислоты (H₂SO₄).

2. Взаимодействие цинка и серной кислоты:

Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂

Масса серной кислоты (H₂SO₄) = 50 г Массовая доля H₂SO₄ = 19.6%, следовательно масса вещества H₂SO₄ = 50 г * 0.196 = 9.8 г

Молярная масса H₂SO₄ = 1 * 2 + 32 + 16 * 4 = 2 + 32 + 64 = 98 г/моль

Моль H₂SO₄ = 9.8 г / 98 г/моль = 0.1 моль Моль Zn = моль H₂SO₄ = 0.1 моль

При реакции образуется также 0.1 моль H₂ (водородного газа).

3. Теперь у нас есть 0.6 моль кислорода и 0.1 моль водорода. Они смешиваются с газом, полученным при полном термическом разложении KMnO₄.

Сравним количество кислорода и водорода с количеством кислорода из KMnO₄: Кислород из KMnO₄: 0.6 моль Кислород из H₂SO₄: 0.1 моль

Количество кислорода в избытке: 0.6 - 0.1 = 0.5 моль

Таким образом, кислород (O₂) является газом в избытке.

4. Рассчитаем его объем с использованием универсального газового закона:

PV = nRT

где P - давление (можем считать атмосферным давлением, около 1 атмосферы), V - объем газа, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная (примерное значение: 0.0821 л * атм / (моль * К)), T - температура (предположим комнатную температуру 25 °C, что равно 298 К).

V = nRT / P

V = 0.5 моль * 0.0821 л * атм / (моль * К) * 298 К / 1 атм ≈ 12.3 л

Итак, объем кислорода (O₂) в избытке составляет приблизительно 12.3 литра.