Cho 20,4 g KMnO4 phân hủy để điều chế Oxi. Sau một thời gian, người ta cân được khối lượng chất rắn thu được là 20g. Tính thành phần phần trăm chất rắ

Đáp án:

\(\begin{array}{l}
\% {m_{{K_2}Mn{O_4}}} = \dfrac{{0,016875 \times 197}}{{20}} \times 100\%  = 16,62\% \\
\% {m_{Mn{O_2}}} = \dfrac{{0,016875 \times 87}}{{20}} \times 100\%  = 7,34\% \\
\% {m_{KMn{O_4}}}dư= \dfrac{{0,09625 \times 158}}{{20}} \times 100\%  = 76,04\% 
\end{array}\)

Giải thích các bước giải:

\(2KMn{O_4} \to {K_2}Mn{O_4} + Mn{O_2} + {O_2}\)

Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:

\({m_{trước}} = {m_{sau}}\)

Nhưng ta thấy trước phản ứng có 20,4g sau phản ứng có 20g

Suy ra 0,4g chính là khối lượng khí Oxi thoát ra

\(\begin{array}{l}
{n_{{O_2}}} = 0,0125mol\\
 \to {n_{KMn{O_4}}} = 2{n_{{O_2}}} = 0,025mol\\
 \to {m_{KMn{O_4}}} = 3,95g < 20,4g
\end{array}\)

Suy ra có \(KMn{O_4}\) dư

Gọi a và b là số mol của \(KMn{O_4}\) phản ứng và còn dư 

\(2KMn{O_4} \to {K_2}Mn{O_4} + Mn{O_2} + {O_2}\)

Chất rắn thu được sau phản ứng gồm: \(KMn{O_4}\) dư \({K_2}Mn{O_4},Mn{O_2}\)

\(\begin{array}{l}
{n_{KMn{O_4}}} = 0,13mol\\
 \to a + b = {n_{KMn{O_4}}} = 0,13mol
\end{array}\)

\(\begin{array}{l}
 \to {n_{{K_2}Mn{O_4}}} = {n_{Mn{O_2}}} = \dfrac{1}{2}amol\\
{m_{Cr}} = {m_{KMn{O_4}}}dư+ {m_{{K_2}Mn{O_4}}} + {m_{Mn{O_2}}}\\
 \to 158b + \dfrac{1}{2}a \times (197 + 87) = 20\\
 \to 142a + 158b = 20
\end{array}\)

Giải hệ phương trình ta có:

\(\begin{array}{l}
\left\{ \begin{array}{l}
a + b = 0,13\\
142a + 158b = 20
\end{array} \right.\\
 \to a = 0,03375mol \to b = 0,09625mol\\
 \to {n_{{K_2}Mn{O_4}}} = {n_{Mn{O_2}}} = 0,016875mol\\
 \to {n_{KMn{O_4}}}dư= 0,09625mol\\
 \to \% {m_{{K_2}Mn{O_4}}} = \dfrac{{0,016875 \times 197}}{{20}} \times 100\%  = 16,62\% \\
 \to \% {m_{Mn{O_2}}} = \dfrac{{0,016875 \times 87}}{{20}} \times 100\%  = 7,34\% \\
 \to \% {m_{KMn{O_4}}}du = \dfrac{{0,09625 \times 158}}{{20}} \times 100\%  = 76,04\% 
\end{array}\)