Tính khối lượng kali clorat đem phân hủy để điều chế một lượng oxi bằng lượng oxi thu được khi điện phân 5,4 g nước
Để điều chế oxi trong phòng thí nghiệm người ta phân hủy kali clorat (KClO3) thu được kali clorua (KCl ) và khí oxi (O2).
a. Tính thể tích khí oxi (đktc) thu được khi phân hủy 12,25 gam KClO3.
b. Tính thể tích không khí chứa lượng oxi trên biết rằng =
c. Dùng toàn bộ lượng oxi trên cho tác dụng với 28 gam sắt. Sau phản ứng chất nào còn dư ?
(Cho biết:K = 39; Cl = 35,5 ; O = 16; Fe = 56)
Bài làm:
a.\(n_{KClO_3}=\dfrac{m_{KClO_3}}{M_{KClO_3}}=\dfrac{12,25}{122,5}=0,1mol\)
\(2KClO_3\rightarrow\left(t^o\right)2KCl+3O_2\)
2 2 3 ( mol )
0,1 0,15
\(V_{O_2}=n_{O_2}.22,4=0,15.22,4=3,36l\)
b.\(V_{kk}=V_{O_2}.5=3,36.5=16,8l\)
c.\(n_{Fe}=\dfrac{m_{Fe}}{M_{Fe}}=\dfrac{28}{56}=0,5mol\)
\(3Fe+2O_2\rightarrow\left(t^o\right)Fe_3O_4\)
3 2 1 ( mol )
0,5 > 0,15 ( mol )
0,225 0,15 ( mol )
\(m_{Fe\left(du\right)}=n_{Fe\left(du\right)}.M_{Fe}=\left(0,5-0,225\right).56=15,4g\)
Còn có thể điều chế khí oxi bằng cách nung nóng kali clorat K C l O 3 (chất rắn màu trắng). Khi đun nóng 24,5g K C l O 3 , chất rắn còn lại trong ống nghiệm có khối lượng là 13,45g. Tính khối lượng khí oxi thu được, biết hiệu suất của phản ứng phân hủy là 80%.
Theo định luật bảo toàn khối lượng, ta có khối lượng khí oxi thu được là:
m O 2 = 24,5 – 13,45 = 11,05(g)
Khối lượng thực tế oxi thu được: m O 2 = (11,05 x 80)/100 = 8,84 (g)
Phân hủy hoàn toàn 4,9g kali clorat thu được kali clorua và khí oxi. a) Lập phương trình hóa học b) Tính khối lượng kali clorat thu dược c) Tính thể tích khí oxi sinh ra ở điều kiện tiêu chuẩn d) Với lượng oxi hóa trên có thể tác dụng được với bao nhiêu gam natri.
nKClO3 = 4,9/122,5 = 0,04 (mol)
PTHH: 2KClO3 -> (t°, MnO2) 2KCl + 3O2
Mol: 0,04 ---> 0,04 ---> 0,06
mKCl = 0,04 . 74,5 = 2,98 (g)
VO2 = 0,06 . 22,4 = 1,344 (l)
4Na + O2 -> (t°) 2Na2O
0,24 <--- 0,06
mNa = 0,24 . 23 = 5,52 (g)
Có thể điều chế khí oxi trong phòng thí nghiệm bằng nhiều cách phân huỷ kali clorat hoặc kali pemanganat ở nhiệt độ cao giả sử lượng oxi thu được trong hai trừơng hợp là 3/1 viết pthh và tính tỷ lệ khối lượng kali clorat, kali pemangnat
Phương trình phản ứng khi phân huỷ kali clorat là:
2KClO3 → 2KCl + 3O2
Phương trình phản ứng khi phân huỷ kali pemanganat là:
2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + 3O2
Theo đó, ta có thể tính tỷ lệ khối lượng giữa hai chất như sau:
Giả sử khối lượng kali clorat cần để thu được 3 mol oxi là x gram.
Theo phương trình phản ứng, 2 mol KClO3 tạo ra 3 mol O2, nên khối lượng KClO3 cần để thu được 3 mol O2 là (2/3)x gram.
Tỷ lệ khối lượng giữa KClO3 và O2 là:
(2/3)x : x = 2 : 3
Từ đó, ta có:
x = (3/2)(2/3)x
x = 1.5(2/3)x
x = 1.0x
Vậy, tỷ lệ khối lượng giữa KClO3 và O2 là 2 : 3.
Tương tự, giả sử khối lượng kali pemanganat cần để thu được 3 mol oxi là y gram.
Theo phương trình phản ứng, 2 mol KMnO4 tạo ra 3 mol O2, nên khối lượng KMnO4 cần để thu được 3 mol O2 là (2/3)y gram.
Tỷ lệ khối lượng giữa KMnO4 và O2 là:
(2/3)y : y = 2 : 3
Từ đó, ta có:
y = (3/2)(2/3)y
y = 1.5(2/3)y
y = 1.0y
Vậy, tỷ lệ khối lượng giữa KMnO4 và O2 cũng là 2 : 3.
PTHH:
\(2KClO_3\rightarrow2KCl+3O_2\)
BTKL:
\(m_{KClO_3}=m_{KCl}+m_{O_2}\)
\(\Leftrightarrow m_{KCl}=m_{KClO_3}-m_{O_2}=24,5-9,6=14,9g\)
Khi đun nóng kali clorat K C l O 3 ( có chất xúc tác), chất này bị phân hủy tạo thành kali clorua và khí oxi.
Tính khối lượng kali clorua cần thiết để sinh ra một lượng oxi đủ đốt cháy hết 3,6g cacbon.
4. Khi đốt cháy sắt trong oxi ở nhiệt độ cao thu được oxit sắt từ Fe3O4. a) Tính khối lượng sắt và thể tích khí oxi (đktc) cần dùng để điều chế được 6,96 gam Fe3O4 . b) Tính khối lượng kali clorat KClO3 cần dùng để điều chế được lượng oxi dùng cho phản ứng trên.
a. \(n_{Fe_3O_4}=\dfrac{6,96}{232}=0,03\left(mol\right)\)
PTHH : 3Fe + 2O2 -to-> Fe3O4
0,09 0,06 0,03
\(m_{Fe}=0,09.56=5,04\left(g\right)\)
\(V_{O_2}=0,06.22,4=1,344\left(l\right)\)
b. PTHH : 2KCl + 3O2 -> 2KClO3
0,06 0,04
\(m_{KClO_3}=0,04.122,5=4,9\left(g\right)\)
4
n Fe3O4=\(\dfrac{6,96}{232}=0,03mol\)
3Fe+2O2-to>Fe3O4
0,09---0,06-----0,03 mol
=>m Fe=0,09.56=5,04g
=>VO2=0,06.22,4=1,344l
b)
2KClO3-to>2KCl+3O2
0,04----------------------0,06 mol
=>m KClO3=0,04.122,5=4,9g
\(n_{Fe_3O_4}=\dfrac{6,96}{232}=0,03\left(mol\right)\\ 3Fe+2O_2\rightarrow\left(t^o\right)Fe_3O_4\\ n_{Fe}=3.0,03=0,09\left(mol\right);n_{O_2}=0,03.2=0,06\left(mol\right)\\ a,\Rightarrow m_{Fe}=0,09.56=5,04\left(g\right);V_{O_2\left(đktc\right)}=0,06.22,4=1,344\left(l\right)\\ 2KClO_3\rightarrow\left(t^o\right)2KCl+3O_2\uparrow\\ n_{KClO_3}=\dfrac{2}{3}.n_{O_2}=\dfrac{2.0,06}{3}=0,04\left(mol\right)\\ \Rightarrow b,m_{KClO_3}=122,5.0,04=4,9\left(g\right)\)
Phân hủy 24,5 gam Kali clorat. tính thể tích CO2 thu được (đkc) .Tính khối lượng KMnO4 được dùng để thu 2,24 lít CO2(đkc) biết lượng hao hụt khí thu được và 10% .Tính khối lượng Fe và thể tích O2 cần để điều chế 3,48 g Fe304 .Để có lượng O2 trên cần phân hủy bao nhiêu gam KClO3?
a)
\(n_{KClO_3}=\dfrac{24.5}{122.5}=0.2\left(mol\right)\)
\(2KClO_3\underrightarrow{^{^{t^0}}}2KCl+3O_2\)
\(n_{O_2}=\dfrac{3}{2}\cdot0.2=0.3\left(mol\right)\)
\(V_{O_2}=0.3\cdot22.4=6.72\left(l\right)\)
\(n_{O_2}=\dfrac{2.24}{22.4}=0.1\left(mol\right)\)
\(2KMnO_4\underrightarrow{^{^{t^0}}}K_2MnO_4+MnO_2+O_2\)
\(0.2...............................................0.1\)
\(n_{KMnO_4\left(bđ\right)}=\dfrac{0.2}{90\%}=\dfrac{2}{9}\left(mol\right)\)
\(m_{KMnO_4}=\dfrac{2}{9}\cdot158=35.11\left(g\right)\)
\(n_{Fe_3O_4}=\dfrac{3.48}{232}=0.015\left(mol\right)\)
\(3Fe+2O_2\underrightarrow{^{^{t^0}}}Fe_3O_4\)
\(0.045....0.03......0.015\)
\(m_{Fe}=0.045\cdot56=2.52\left(g\right)\)
\(V_{O_2}=0.03\cdot22.4=0.672\left(l\right)\)
\(2KClO_3\underrightarrow{^{^{t^0}}}2KCl+3O_2\)
\(0.02......................0.03\)
\(m_{KClO_3}=0.02\cdot122.5=2.45\left(g\right)\)
Có thể điều chế khí oxi bằng cách đun nóng kali clorat. Khi đun nóng 24,5 g KCIO3, chất rắn còn lại trong ống nghiệm là 13,45g. Tính khối lượng khí oxi thu được
ĐLBTKL: \(m_{KClO_3}=m_{\text{chất rắn còn lại}}+m_{O_2}\)
\(\Rightarrow m_{O_2}=24,5-13,45=11,05\left(g\right)\)