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

Для решения этой задачи необходимо знать уравнение реакции разложения бертолетовой соли:

$$2KClO_3 \rightarrow 2KCl + 3O_2$$

Молярная масса бертолетовой соли ($$KClO_3$$) составляет:

$$M(KClO_3) = 39 + 35.5 + 3 \times 16 = 122.5 \text{ г/моль}$$

Молярный объем газа (н.у.) составляет:

$$V_m = 22.4 \text{ л/моль}$$

а) Масса бертолетовой соли 490 г.

Количество вещества бертолетовой соли:

$$n(KClO_3) = \frac{m(KClO_3)}{M(KClO_3)} = \frac{490 \text{ г}}{122.5 \text{ г/моль}} = 4 \text{ моль}$$

Согласно уравнению реакции, из 2 моль бертолетовой соли образуется 3 моль кислорода. Следовательно, из 4 моль бертолетовой соли образуется:

$$n(O_2) = \frac{3}{2} n(KClO_3) = \frac{3}{2} \times 4 \text{ моль} = 6 \text{ моль}$$

Объем кислорода, который можно получить:

$$V(O_2) = n(O_2) \times V_m = 6 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 134.4 \text{ л}$$

б) Масса бертолетовой соли 100 г.

Количество вещества бертолетовой соли:

$$n(KClO_3) = \frac{m(KClO_3)}{M(KClO_3)} = \frac{100 \text{ г}}{122.5 \text{ г/моль}} = 0.8163 \text{ моль}$$

Согласно уравнению реакции, из 2 моль бертолетовой соли образуется 3 моль кислорода. Следовательно, из 0.8163 моль бертолетовой соли образуется:

$$n(O_2) = \frac{3}{2} n(KClO_3) = \frac{3}{2} \times 0.8163 \text{ моль} = 1.22445 \text{ моль}$$

Объем кислорода, который можно получить:

$$V(O_2) = n(O_2) \times V_m = 1.22445 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 27.4375 \approx 27.44 \text{ л}$$

в) Масса бертолетовой соли a г.

Количество вещества бертолетовой соли:

$$n(KClO_3) = \frac{m(KClO_3)}{M(KClO_3)} = \frac{a \text{ г}}{122.5 \text{ г/моль}} = \frac{a}{122.5} \text{ моль}$$

Согласно уравнению реакции, из 2 моль бертолетовой соли образуется 3 моль кислорода. Следовательно, из $$\frac{a}{122.5}$$ моль бертолетовой соли образуется:

$$n(O_2) = \frac{3}{2} n(KClO_3) = \frac{3}{2} \times \frac{a}{122.5} \text{ моль} = \frac{3a}{245} \text{ моль}$$

Объем кислорода, который можно получить:

$$V(O_2) = n(O_2) \times V_m = \frac{3a}{245} \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = \frac{67.2a}{245} \text{ л} = \frac{9.6a}{35} \text{ л}$$

Ответ: а) 134.4 л; б) 27.44 л; в) $$\frac{9.6a}{35}$$ л