Определите сумму стехиометрических коэффициентов в уравнении реакции и объём газа (с точностью до 0.1 л) для следующей задачи: "Рассчитайте объём газа и массу осадка, выделяющихся при взаимодействии в нейтральной среде 200 мл 10%-ного раствора перманганата калия и 300 мл 15%-го раствора пероксида водорода. Плотность всех растворов примите равной 1000 г/л."

Дано:

Vp (KMnO4) = 200 мл

ω (KMnO4) = 10%=0,1

ρ (KMnO4) = 1000 г/л=1 г/мл

Vp (H2O2) = 300 мл

ω (Н2 О2) = 15%=0,15

ρ (Н2 О2) = 1000 г/л=1 г/мл

Найти:

Сумму коэффициентов

m (осадка) - ?

V (газа) - ?

Решение:

M (KMnO4) = 158 г/моль

M (H2O2) = 34 г/моль

M (MnO2) = 87 г/моль

m (KMnO4) = Vp (KMnO4) * ρ (KMnO4) * ω (KMnO4)

m (KMnO4) = 200 мл * 1 г/мл * 0,1 = 20 г

m (H2O2) = 300 мл * 1 г/мл * 0,15 = 45 г

∨ (KMnO4) = m (KMnO4) / M (KMnO4) = 20 г/158 г/моль = 0,1266 моль

∨ (Н2 О2) = 45 г/34 г/моль = 1,324 моль

Составляем уравнение реакции:

4KMnO₄ + 4H₂O₂ ⇒ 4MnO₂↓ + 5O₂↑ + 2H₂O + 4KOH

Cумма коэффициентов = 4+4+4+5+2+4 = 23

Из уравнения реакции видим, что пероксид водорода находится в избытке, поэтому расчет проводим по перманганату калия.

При взаимодействии 4 моль KMnO₄ образуется 4 моль MnO₂ и выделяется 5*22,4 л = 112 л кислорода - О₂

Количество вещества KMnO₄ равно кол-ву в-ва MnO₂ (из уравнения реакции), т. е. ∨ (MnO₂) = ∨ (KMnO₄) = 0.1266 моль

m (MnO₂) = 0,1266 моль * 87 г/моль = 11 г

V (O₂) = 112 л*0,1266 моль/4 моль ≈ 3,5 л

Ответ: Сумма коэф. = 23; масса осадка = 11 г, объем газа (кислорода) = 3,5 л