Решение задачи с участием марганца
Какую массу перманганата калия, содержащего 5 % примесей, необходимо ввести во взаимодействие с концентрированной соляной кислотой для получения газа, который может реагировать с железом? При добавлении в раствор полученного вещества щелочи образуется осадок массой 19,26 г, выход реакции – 90 %.
1) Составим уравнения реакции:
${2KMnO_4 + 16HCl \rightarrow 2MnCl_2 + 5Cl_2\uparrow + 2KCl + 8H_2O}$
${2Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3}$
${FeCl_3 + 3NaOH \rightarrow Fe(OH)_3\downarrow + 3NaCl}$
2) Найдем теоретическое количество гидроксида железа при 100% выходе реакции:
${m_{Fe(OH)_3} = \frac {19,26}{0,9} = 21,4 \ г}$
${\nu_{Fe(OH)_3} = \frac {21,4}{107} = 0,2 \ моль}$
3) Вычислим количество хлора по уравнению реакции:
${\nu_{FeCl_3} = \nu_{Fe(OH)_3} = 0,2 \ моль}$
${\nu_{Cl_2} = 1,5 \nu_{FeCl_3} = 1,5 \cdot 0,2 = 0,3 \ моль}$
3) Теперь найдем техническую массу перманганата калия, которую необходимо добавить:
${\nu_{KMnO_4} = 0,4 \nu_{Cl_2} = 0,4 \cdot 0,3 = 0,12 \ моль}$
${{m_{KMnO_4}}_{чист} = 0,12 \cdot 158 = 18,96 \ г}$
${{m_{KMnO_4}}_{техн} = \frac {18,96}{0,95} = 19,96 \ г }$ (20 г при округлении до целых)
Ответ: ${{m_{KMnO_4}}_{техн} = 19,96 \ г}$ (20 г при округлении до целых).
