20.Разложили 100 г нитрата калия, содержащий 10% примесей. Какой объём газа образовался?
Условие:
20.Разложили 100 г нитрата калия, содержащий 10% примесей. Какой объём газа образовался?
Решение:
Для решения этой задачи нам понадобится знать химическую формулу нитрата калия (KNO3) и уравнение реакции его разложения.
Уравнение реакции разложения нитрата калия выглядит следующим образом:
2KNO3 -> 2KNO2 + O2
Из уравнения видно, что при разложении 2 молей нитрата калия образуется 1 моль кислорода (O2) и 2 моля оксида азота(II) (NO2).
Теперь рассчитаем количество нитрата калия, содержащегося в 100 г с учетом примесей. Если 10% массы нитрата калия составляют примеси, то 90% массы будет составлять сам нитрат калия:
Масса нитрата калия = 100 г * 0.9 = 90 г
Теперь рассчитаем количество молей нитрата калия:
Молярная масса KNO3 = 39.1 г/моль (масса калия) + 14.0 г/моль (масса азота) + 3 * 16.0 г/моль (масса кислорода) = 101.1 г/моль
Количество молей нитрата калия = масса нитрата калия / молярная масса нитрата калия = 90 г / 101.1 г/моль ≈ 0.889 моль
Так как уравнение реакции показывает, что 2 моля нитрата калия дают 1 моль кислорода, то 0.889 моль нитрата калия даст:
0.889 моль * (1 моль O2 / 2 моль KNO3) = 0.4445 моль O2
Теперь воспользуемся уравнением состояния идеального газа PV = nRT, где P - давление газа, V - его объем, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.
Предположим, что реакция происходит при комнатной температуре (около 298 К) и атмосферном давлении (около 1 атмосферы). Тогда универсальная газовая постоянная R равна примерно 0.0821 л * атм / (моль * К).
Теперь можем рассчитать объем кислорода:
V = nRT / P = 0.4445 моль * 0.0821 л * атм / (моль * К) * 298 К / 1 атмосфера ≈ 10.9 л
Таким образом, при разложении 100 г нитрата калия, содержащего 10% примесей, образуется примерно 10.9 л кислорода.
