Карл-Вильгельм Шееле в 1774 году получил кислород термическим разложением перманганата калия KMnO4. Помимо кислорода, при этом получаются оксид марганца(IV) и манганат калия K2MnO4. Кислород, выделенный при разложении 33,5 г перманганата калия, использовали для сжигания серы и при этом получили 2,1 л (при н.у.) диоксида серы SO2. Определите практический выход кислорода при разложении перманганата калия. Рассчитайте массу серы, затраченной на сжигание.

Уравнение разложения перманганата калия:

\[ 2KMnO_4 \rightarrow K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2 \]

Найдём количество вещества \( KMnO_4 \):

\[ M(KMnO_4)=158\ г/моль \]

\[ n(KMnO_4)=\frac{33,5}{158}\approx 0,212\ моль \]

По уравнению реакции из \( 2 \) моль \( KMnO_4 \) получается \( 1 \) моль \( O_2 \), значит:

\[ n_{теор}(O_2)=\frac{0,212}{2}=0,106\ моль \]

\[ V_{теор}(O_2)=0,106\cdot 22,4\approx 2,37\ л \]

Сера сгорает по уравнению:

\[ S + O_2 \rightarrow SO_2 \]

По уравнению \( 1 \) моль \( O_2 \) даёт \( 1 \) моль \( SO_2 \), значит фактически кислорода было израсходовано \( 2,1\ л \).

Практический выход кислорода:

\[ \eta=\frac{2,1}{2,37}\cdot 100\%\approx 88,6\% \]

Количество вещества \( SO_2 \):

\[ n(SO_2)=\frac{2,1}{22,4}=0,09375\ моль \]

По уравнению \( n(S)=n(SO_2)=0,09375\ моль \).

\[ m(S)=0,09375\cdot 32=3\ г \]

Ответ: практический выход кислорода примерно \( 88,6\% \), масса серы \( 3\ г \).

0 0 Пожаловаться