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:
\[ \text{{Массовая доля перхлората калия}} = \frac{{\text{{Масса перхлората калия}}}}{{\text{{Масса бертолетовой соли}}}} \times 100\% \]

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).

\[n = \frac{{PV}}{{RT}} = \frac{{13,44 \, л \times 1 \, атм}}{{0,0821 \, л·атм/(моль·К) \times 273,15 \, К}} \approx 0,619 \, моль \, O_2\]

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:

\[n = 2 \times 0,619 \, моль \, O_2 = 1,238 \, моль \, KClO_4\]

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

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

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

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

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

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

Произведем вычисления:

\[ \text{{Массовая доля перхлората калия}} \approx 91,14\% \]

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