Для решения данной задачи нам понадобятся знания о химических реакциях, законе Авогадро и молярной массе.
Решение:
- Запишем уравнение реакции разложения перманганата калия (KMnO₄) при нагревании:
$$2KMnO_4(т) \xrightarrow{t^\circ} K_2MnO_4(т) + MnO_2(т) + O_2(г)$$
- Рассчитаем молярную массу перманганата калия (KMnO₄):
$$M(KMnO_4) = 39 (K) + 55 (Mn) + 4 \cdot 16 (O) = 158 \text{ г/моль}$$
- Рассчитаем количество вещества (n) KMnO₄:
$$n(KMnO_4) = \frac{m(KMnO_4)}{M(KMnO_4)} = \frac{79 \text{ г}}{158 \text{ г/моль}} = 0.5 \text{ моль}$$
- Из уравнения реакции видно, что из 2 моль KMnO₄ образуется 1 моль O₂. Следовательно, количество вещества O₂ в 2 раза меньше, чем KMnO₄:
$$n(O_2) = \frac{1}{2} n(KMnO_4) = \frac{1}{2} \cdot 0.5 \text{ моль} = 0.25 \text{ моль}$$
- Используем закон Авогадро, согласно которому 1 моль любого газа при нормальных условиях (н.у.) занимает объем 22,4 л/моль. Рассчитаем объем O₂:
$$V(O_2) = n(O_2) \cdot V_m = 0.25 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 5.6 \text{ л}$$
Ответ: 5.6 л