Каков объем кислорода, требуемый для полного окисления аммиака, полученного из 47 г нитрида калия через гидролиз?

Для решения данной задачи мы сначала должны анализировать реакцию гидролиза нитрида калия и аммиака. Реакция выглядит следующим образом:

\[2K_3N + 6H_2O \rightarrow 6KOH + 2NH_3\]

Согласно уравнению реакции, одна молекула нитрида калия (K3N) соответствует образованию двух молекул аммиака (NH3).

Теперь мы должны вычислить количество молекул аммиака, которое можно образовать из 47 г нитрида калия. Для этого мы должны выполнить следующий расчет:

1. Рассчитаем молярную массу нитрида калия (K3N):
- Молярная масса калия (K) = 39,10 г/моль
- Молярная масса азота (N) = 14,01 г/моль
- Суммируем молярные массы: 3 х (39,10 г/моль) + 14,01 г/моль = 101,33 г/моль

2. Вычислим количество молей нитрида калия:
- Количество молей = масса в граммах / молярная масса
- Количество молей = 47 г / 101,33 г/моль = 0,464 моль

3. Вычислим количество молекул аммиака:
- Согласно уравнению реакции, на каждые две молекулы нитрида калия образуется две молекулы аммиака.
- Количество молекул аммиака = 2 x (0,464 моль / 2) = 0,464 моль

Таким образом, объем кислорода, необходимый для полного окисления аммиака, полученного из 47 г нитрида калия через гидролиз, зависит от количества молекул аммиака, которое мы вычислили ранее. Объем кислорода можно вычислить, зная, что одна молекула аммиака требует пять молекул кислорода для полного окисления.

4. Вычислим количество молекул кислорода:
- Количество молекул кислорода = 5 x (0,464 моль) = 2,32 моль
- Объем кислорода = количество молекул кислорода x объем одной молекулы кислорода

Теперь, чтобы вычислить объем одной молекулы кислорода, мы должны использовать известную константу Авогадро, равную приблизительно \(6,022 \times 10^{23}\) частиц в одной молекуле.

5. Вычислим объем одной молекулы кислорода:
- Объем одной молекулы кислорода = Объем одной молекулы газа / Количество частиц в одной молекуле
- Объем одной молекулы кислорода = Объем моля газа / Количество частиц в одной молекуле
- Объем одной молекулы кислорода = 22,4 л / \(6,022 \times 10^{23}\) = \(3,72 \times 10^{-23}\) л

6. Вычислим объем кислорода:
- Объем кислорода = количество молекул кислорода x объем одной молекулы кислорода
- Общий объем кислорода = 2,32 моль x \(3,72 \times 10^{-23}\) л/моль = \(8,5824 \times 10^{-23}\) л

В результате, для полного окисления аммиака, полученного из 47 г нитрида калия через гидролиз, требуется объем кислорода, равный \(8,5824 \times 10^{-23}\) л.