Nung nóng hỗn A gồm KMnO4 và KCIO3 (trong đó kali chiếm 30,94% khối lượng). Sau một thời gian KMnO4

Câu hỏi số 594293:

Vận dụng cao

Nung nóng hỗn A gồm KMnO₄ và KCIO₃ (trong đó kali chiếm 30,94% khối lượng). Sau một thời gian KMnO₄ bị nhiệt phân hết, tạo ra 5,936 lít khí C và hỗn hợp chất rắn B (không chứa

KCIO₄). Cho B vào một cốc nước, khuấy đều khi đun nóng nhẹ, đồng thời thêm H₂SO₄loãng, dư vào cốc. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 1,344 lít khí D và dung dịch E (có chứa KCl).

(a) Xác định thành phần % khối lượng của mỗi chất trong A và hiệu suất phản ứng nhiệt phân KC1O₃.

(b) Trộn toàn bộ lượng khí C và D ở trên với nhau, rồi dẫn vào cốc đựng 40 gam bột đồng và 200 ml dung dịch H₂SO₄ 2,65 M (axit loãng, D = 1,2 gam/ml), khuấy đều để các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch G. Giả thiết nước bay hơi không đáng kể, xác định nồng độ % của dung dịch G.

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:594293

Phương pháp giải

Dựa vào tính chất hóa học các chất.

Giải chi tiết

- Đặt n_KMnO4 = x mol; n_KClO3 = y mol

⟹ m_{K (A)} = 39(x + y) (g)

%m_K = 30,94% ⟹ \(\dfrac{{39(x + y)}}{{158x + 122,5y}} = \dfrac{{30,94}}{{100}}\)⟹ y ≈ 9x

⟹ Hỗn hợp A gồm x mol KMnO₄; 9x mol KClO₃

⟹ %m_KMnO4 = \(\dfrac{{158x}}{{158x + 122,5.9x}}\)= \(\dfrac{{158}}{{158 + 122,5.9}}.100\% \)≈ 12,53%

%m_KClO3 = 100% - 12,53% = 87,47%

- Trạng thái đầu của các nguyên tố: \(\left\{ \begin{array}{l}M{n^{ + 7}}(KMn{O_4})\\C{l^{ + 5}}(KCl{O_3})\\{O^{ - 2}}\end{array} \right.\)

- Trạng thái cuối của các nguyên tố: \(\left\{ \begin{array}{l}M{n^{ + 2}}(MnS{O_4})\\C{l^0}(C{l_2})\\C{l^{ - 1}}(KCl)\\{O^0}({O_2})\end{array} \right.\)

(không phải tất cả O^-2 trong A đều chuyển thành O₂⁰)

n_O2 = 5,936/22,4 = 0,265 mol; n_Cl2 = 1,344/22,4 = 0,06 mol

- Các quá trình nhường - nhận electron:

Mn⁺⁷ + 5e → Mn⁺² O^-2 – 4e → O₂⁰

x → 5x 1,06← 0,265 (mol)

2Cl⁺⁵ + 10e → Cl₂⁰

0,12 ← 0,6 ← 0,06

Cl⁺⁵ + 6e → Cl^-1 (1)

⟹ n_Cl⁺⁵ ₍₁₎ = 9x – 0,12

Bảo toàn electron ⟹ 5x + 0,6 + 6(9x – 0,12) = 1,06 ⟹ x = 0,02.

⟹ n_KClO3 = 9x = 0,18 mol

- Xét các phản ứng nhiệt phân:

2KMnO₄ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

0,02 → 0,01 (mol)

2KClO₃ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2KCl + 3O₂ (2)

⟹ n_{O2 (2)} = 0,265 – 0,01 = 0,255 mol ⟹ n_{KClO3 pứ} = 2/3 n_{O2 (2)} = 2/3 . 0,255 = 0,17 mol

Hiệu suất phản ứng nhiệt phân KClO₃: H% = \(\dfrac{{0,17}}{{0,18}}.100\% \)≈ 94,44%

Hỗn hợp khí gồm 0,265 mol O₂ và 0,06 mol Cl₂

n_H2SO4 = 0,2.2,65 = 0,53 mol

- Các quá trình nhường nhận electron:

Cu – 2e → Cu⁺² O₂ + 4e → 2O^-2

2Cl₂ + 2e → 2Cl^-

Bảo toàn electron ⟹ 2n_{Cu pứ} = 4n_O2 + 2n_Cl2 ⟹ n_{Cu pứ} = \(\dfrac{{4.0,265 + 2.0,06}}{2}\)= 0,59 mol

⟹ m_{Cu pứ} = 0,59.64 = 37,76 < 40 ⟹ Cu dư.

- Có: m_{dd sau pứ} = m_{Cu pứ} + m_Cl2 + m_O2 + m_{dd H2SO4} = 37,76 + 0,06.71 + 0,265.32 + 200.1,2 = 290,5 g.

- Dung dịch sau phản ứng có thể chứa các ion: \(\left\{ \begin{array}{l}C{u^{2 + }}:0,59\,(BTNT\,Cu)\\{H^ + }_{du}\\C{l^ - }:0,12\,(BTNT\,Cl)\\SO_4^{2 - }:0,53\end{array} \right.\)

BTĐT trong dung dịch ⟹ n_H⁺ = 0,53.2 – 0,59.2 – 0,12 = 0

⟹ Trong dung dịch này không còn H⁺ dư

⟹ Dung dịch chứa 0,06 mol CuCl₂ và 0,53 mol CuSO₄

⟹ C%_CuCl2 = \(\dfrac{{0,06.135}}{{290,5}}.100\% \)≈ 2,79%

C%_CuSO4 = \(\dfrac{{0,53.160}}{{290,5}}.100\% \)≈ 29,19%

Tham Gia Group 2K10 Ôn Thi Vào Lớp 10 Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Học trực tuyến lớp 9 & lộ trình Up 10! trên Tuyensinh247.com Đầy đủ khoá học các bộ sách (Kết nối tri thức với cuộc sống; Chân trời sáng tạo; Cánh diều), theo lộ trình 3: Nền Tảng, Luyện Thi, Luyện Đề. Bứt phá điểm lớp 9, thi vào lớp 10 kết quả cao. Hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả.