4-42. Вычислите объем кислорода (н. у.), который можно получить при разложении бертолетовой соли KClO₃ массой: а) 490 г; 6) 100 г; в) а г.

Для решения данной задачи необходимо воспользоваться уравнением реакции разложения бертолетовой соли:

$$\ce{2KClO3 -> 2KCl + 3O2}$$

а) Рассчитаем количество вещества бертолетовой соли массой 490 г:

$$n(\ce{KClO3}) = \frac{m(\ce{KClO3})}{M(\ce{KClO3})} = \frac{490 \text{ г}}{122.5 \text{ г/моль}} = 4 \text{ моль}$$

Из уравнения реакции видно, что из 2 моль KClO3 образуется 3 моль O2. Следовательно, из 4 моль KClO3 образуется:

$$n(\ce{O2}) = \frac{3}{2} n(\ce{KClO3}) = \frac{3}{2} \cdot 4 \text{ моль} = 6 \text{ моль}$$

Рассчитаем объем кислорода, полученного при разложении 4 моль KClO3:

$$V(\ce{O2}) = n(\ce{O2}) \cdot V_m = 6 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 134.4 \text{ л}$$

б) Рассчитаем количество вещества бертолетовой соли массой 100 г:

$$n(\ce{KClO3}) = \frac{m(\ce{KClO3})}{M(\ce{KClO3})} = \frac{100 \text{ г}}{122.5 \text{ г/моль}} = 0.816 \text{ моль}$$

Из уравнения реакции видно, что из 2 моль KClO3 образуется 3 моль O2. Следовательно, из 0.816 моль KClO3 образуется:

$$n(\ce{O2}) = \frac{3}{2} n(\ce{KClO3}) = \frac{3}{2} \cdot 0.816 \text{ моль} = 1.224 \text{ моль}$$

Рассчитаем объем кислорода, полученного при разложении 0.816 моль KClO3:

$$V(\ce{O2}) = n(\ce{O2}) \cdot V_m = 1.224 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 27.42 \text{ л}$$

в) Рассчитаем количество вещества бертолетовой соли массой а г:

$$n(\ce{KClO3}) = \frac{m(\ce{KClO3})}{M(\ce{KClO3})} = \frac{a \text{ г}}{122.5 \text{ г/моль}} = \frac{a}{122.5} \text{ моль}$$

Из уравнения реакции видно, что из 2 моль KClO3 образуется 3 моль O2. Следовательно, из $$\frac{a}{122.5}$$ моль KClO3 образуется:

$$n(\ce{O2}) = \frac{3}{2} n(\ce{KClO3}) = \frac{3}{2} \cdot \frac{a}{122.5} \text{ моль} = \frac{3a}{245} \text{ моль}$$

Рассчитаем объем кислорода, полученного при разложении $$\frac{a}{122.5}$$ моль KClO3:

$$V(\ce{O2}) = n(\ce{O2}) \cdot V_m = \frac{3a}{245} \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = \frac{67.2a}{245} = 0.2743a \text{ л}$$

Ответ: а) 134.4 л; б) 27.42 л; в) 0.2743а л