Навеску перманганата калия прокаливали до тех пор, пока масса навески не перестала изменяться. Полученный твёрдый продукт полностью взаимодействовал со 162 г 30%-ной бромоводородной кислоты. Рассчитайте массу исходной навески перманганата калия и массовые доли веществ в смеси, полученной при прокаливании.
В ответ запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения физических величин).
Данную задачу проверяют не автоматически, а вручную.
Ознакомьтесь с критериями оценки, правильным решением и сами себе поставьте оценку от 0 до 4 баллов.
Даже если вы ошиблись в цифровом ответе, можно получить несколько баллов за правильный ход решения.
Форма для оценки находится внизу страницы.
Критерии оценки вопроса
Содержание верного ответа и указания по оцениванию
Баллы
Ответ правильный и полный, содержит следующие элементы: • правильно записаны уравнения реакций, соответствующих условию задания; • правильно произведены вычисления, в которых используются необходимые физические величины, заданные в условии задания; • продемонстрирована логически обоснованная взаимосвязь физических величин, на основании которых проводятся расчёты; • в соответствии с условием задания определена искомая физическая величина (концентрация раствора)
4
Правильно записаны три элемента ответа
3
Правильно записаны два элемента ответа
2
Правильно записан один элемент ответа
1
Все элементы ответа записаны неверно
0
Максимальный балл
4
Подробное решение
Напишем реакцию разложения перманганата калия при нагревании: (1) 2KMnOX4tXoKX2MnOX4+MnOX2+OX2↑
Раз навеску прокалили до тех пор, пока масса не перестала изменяться, значит, что в твёрдом остатке нет неразложившегося перманганата, а есть только манганат калия и оксид марганца (IV). Напишем реакции их взаимодействия с бромоводородной кислотой:
(2) MnOX2+4HBr=BrX2+MnBrX2+2HX2O
(3) KX2MnOX4+8HBr=2BrX2+2KBr+MnBrX2+4HX2O Пусть при полном разложении KMnO4 образовалось X моль K2MnO4 и X моль MnO2
n(MnO2) = n(K2MnO4) = x (моль)
тогда согласно реакции (2)
n2(HBr) = 4n(MnO2) = 4x (моль)
а согласно реакции (3)
n3(HBr) = 8n(K2MnO4) = 8x (моль)
noбщ.(HBr) = 4x+8x = 12x (моль)
М(HBr) = 81 [г/моль]
масса чистой боромоводородной кислоты
m(HBr) = (162*30%)/100% =48,6 грамм
количество бромоводородной кислоты в 48,6 граммах
m(HBr) = 48,6/81 = 0,6 моль
12x = 0,6
x = 0,05 моль
Тогда найдем количество вещества манганата калия и оксида марганца, согласно реакциям (2) и (3)
n(MnO2) = n(K2MnO4) = x = 0,05 (моль}, мы как раз начинали с определения x
А количество исходного перманганата калия и его масса равны:
n(KMnO4) = 2n(MnO2) = 0,1 (моль}
М(KMnO4) = 158 [г/моль]
m(KMnO4) = n * M = 0,1 * 158 = 15,8 (г)
Масса оксида марганца:
М(MnO2) = 84 [г/моль]
m(MnOX2)=0,05⋅84=4,2Xг
Масса манганата калия:
М(K2MnO4) = 194 [г/моль]
m(KX2MnOX4)=0,05⋅194=9,7Xг
Общая масса исходной навески KMnO4 15,8 грамм, масса вещества после прокаливания это m(K2MnO4) + m(MnO2) = 9,7 + 4,2 = 13,9 грамм
Таким образом содержание манганата калия и оксида марганца (IV) в растворе равно:
Напишем реакцию разложения перманганата калия при нагревании: (1) 2KMnOX4tXoKX2MnOX4+MnOX2+OX2↑
Раз навеску прокалили до тех пор, пока масса не перестала изменяться, значит, что в твёрдом остатке нет неразложившегося перманганата, а есть только манганат калия и оксид марганца (IV). Напишем реакции их взаимодействия с бромоводородной кислотой:
(2) MnOX2+4HBr=BrX2+MnBrX2+2HX2O
(3) KX2MnOX4+8HBr=2BrX2+2KBr+MnBrX2+4HX2O Пусть при полном разложении KMnO4 образовалось X моль K2MnO4 и X моль MnO2
n(MnO2) = n(K2MnO4) = x (моль)
тогда согласно реакции (2)
n2(HBr) = 4n(MnO2) = 4x (моль)
а согласно реакции (3)
n3(HBr) = 8n(K2MnO4) = 8x (моль)
noбщ.(HBr) = 4x+8x = 12x (моль)
М(HBr) = 81 [г/моль]
масса чистой боромоводородной кислоты
m(HBr) = (162*30%)/100% =48,6 грамм
количество бромоводородной кислоты в 48,6 граммах
m(HBr) = 48,6/81 = 0,6 моль
12x = 0,6
x = 0,05 моль
Тогда найдем количество вещества манганата калия и оксида марганца, согласно реакциям (2) и (3)
n(MnO2) = n(K2MnO4) = x = 0,05 (моль}, мы как раз начинали с определения x
А количество исходного перманганата калия и его масса равны:
n(KMnO4) = 2n(MnO2) = 0,1 (моль}
М(KMnO4) = 158 [г/моль]
m(KMnO4) = n * M = 0,1 * 158 = 15,8 (г)
Масса оксида марганца:
М(MnO2) = 84 [г/моль]
m(MnOX2)=0,05⋅84=4,2Xг
Масса манганата калия:
М(K2MnO4) = 194 [г/моль]
m(KX2MnOX4)=0,05⋅194=9,7Xг
Общая масса исходной навески KMnO4 15,8 грамм, масса вещества после прокаливания это m(K2MnO4) + m(MnO2) = 9,7 + 4,2 = 13,9 грамм
Таким образом содержание манганата калия и оксида марганца (IV) в растворе равно:
ω(MnOX2)=13,94,2=0,302 или 30,2%
ω(KX2MnOX4)=13,99,7=0,698 или 69,8%
Сайт помог тебе решить задачу? Помоги нам - задонать!