Какова массовая доля перхлората калия в твердом остатке после нагревания 245 г бертолетовой соли, при котором

Для решения задачи нам необходимо использовать знания основ химии и процентного состава веществ. Давайте разберемся пошагово.

1. Сначала мы должны найти количество кислорода, полученного при нагревании бертолетовой соли. Из условия задачи известно, что выделено 13,44 л кислорода при нормальных условиях (н.у).

2. Далее, нам нужно использовать соотношение между количеством газа (кислорода) и количеством вещества (перхлората калия), которое можно выразить с помощью уравнения состояния идеального газа $PV=nRT$, где $P$ - давление, $V$ - объем газа, $n$ - количество вещества, $R$ - газовая постоянная, $T$ - температура в градусах Кельвина.

3. Поскольку нам известен объем кислорода при н.у. и мы предполагаем, что объем газа постоянен, то мы можем перейти к количеству вещества кислорода при н.у., используя уравнение $n=PV/RT$.

4. Далее, в соответствии с уравнением реакции, при которой бертолетова соль распадается на перхлорат калия и кислород, данное количество кислорода соответствует количеству распавшейся бертолетовой соли.

5. Таким образом, мы можем найти количество вещества перхлората калия, которое распалось, используя соотношение коэффициентов между перхлоратом калия и кислородом в уравнении реакции.

6. Зная массу бертолетовой соли, мы можем найти массовую долю перхлората калия в остатке, используя следующую формулу:
$$\text{{Массовая доля перхлората калия}}=\frac{\text{{Масса перхлората калия}}}{\text{{Масса бертолетовой соли}}}\times 100\mathrm{\%}$$

Давайте выполним все эти шаги по порядку.

1. По условию задачи выделено 13,44 л кислорода.

2. Чтобы найти количество вещества кислорода при н.у., нам нужно использовать уравнение состояния идеального газа. При нормальных условиях (н.у), давление равно 1 атмосфере, а температура равна 273,15 K (0°C). Значение газовой постоянной $R$ равно 0,0821 л·атм/(моль·К).

$$n=\frac{PV}{RT}=\frac{13,44л\times 1атм}{0,0821л·атм/(моль·К)\times 273,15К}\approx 0,619мольO_2$$

3. Поскольку молекула O2 образуется из двух атомов кислорода, мы должны удвоить количество вещества $n$ (моль O2), чтобы получить количество вещества $n$ (моль KClO4), так как 1 моль KClO4 дает 2 моль O2:

$$n=2\times 0,619мольO_2=1,238мольKCl{O}_4$$

4. Теперь мы знаем количество вещества KClO4, которое распалось. Чтобы найти массу KClO4, мы должны использовать его молярную массу. Молярная масса KClO4 равна $122,55г/моль$. Таким образом, масса бертолетовой соли равна:

$$\text{{Масса бертолетовой соли}}=1,238моль\times 122,55г/моль=151,79г$$

5. Наконец, мы можем найти массовую долю перхлората калия в остатке, используя формулу:

$$\text{{Массовая доля перхлората калия}}=\frac{\text{{Масса перхлората калия}}}{\text{{Масса бертолетовой соли}}}\times 100\mathrm{\%}=\frac{151,79г-\text{{масса кислорода}}}{151,79г}\times 100\mathrm{\%}$$

Поскольку известно, что масса кислорода равна $13,44л\times 1,43г/л$, где $1,43г/л$ - плотность кислорода при н.у., подставим это значение:

$$\text{{Массовая доля перхлората калия}}=\frac{151,79г-13,44л\times 1,43г/л}{151,79г}\times 100\mathrm{\%}$$

Произведем вычисления:

$$\text{{Массовая доля перхлората калия}}\approx 91,14\mathrm{\%}$$

Таким образом, массовая доля перхлората калия в остатке после нагревания бертолетовой соли составляет около 91,14%.