Nhiệt phân 40,3 gam hỗn hợp X gồm KMnO₄ và KClO₃, sau một thời gian thu được khí O₂ và 29,9 gam chất rắn Y gồm KMnO₄, K₂MnO₄, MnO₂ và KCl. Để hòa tan hoàn toàn Y cần vừa đủ dung dịch chứa 0,7 mol HCl. Phần trắm khối lượng KMnO₄ bị nhiệt phân là:

A. 50%

B. 80%

C. 75%

D. 60%

Suy nghĩ trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án

Chủ đề: Đề thi THPT QG

Môn: Hóa Học

Lời giải:

Báo sai

Các phương trình phản ứng:

Nhiệt phân hỗn hợp X:

\(\begin{gathered} 2KMn{O_4}\xrightarrow{{{t^0}}}{K_2}Mn{O_4} + Mn{O_2} + {O_2} \uparrow \hfill \\ 2KCl{O_3}\xrightarrow{{{t^0}}}2KCl + 3{O_2} \uparrow \hfill \\ \end{gathered} \)

Chất rắn Y gồm K₂MnO₄, MnO₂, KCl, KMnO₄ dư. Chất rắn Y tác dụng với dung dịch HCl đặc:

\(\begin{gathered} {K_2}Mn{O_4} + 8HCl \to 2KCl + MnC{l_2} + 2C{l_2} \uparrow + 4{H_2}O \hfill \\ Mn{O_2} + 4HCl \to MnC{l_2} + C{l_2} \uparrow + 2{H_2}O \hfill \\ 2KMn{O_4} + 16HCl \to 2KCl + 2MnC{l_2} + 5C{l_2} \uparrow + 8H{}_2O \hfill \\ \end{gathered} \)

Tính toán:

Gọi số mol các chất trong hỗn hợp X là KMnO₄: a mol; KClO₃: b mol. Ta có:

\({m_{KMn{O_4}}} + {m_{KCl{O_3}}} = {m_X} \Rightarrow 158a + 122,5b = 40,3{\text{ }}(I)\)

Sơ đồ phản ứng:

\(\begin{gathered} {m_X} = {m_Y} + {m_{{O_2}}} \Rightarrow 40,3 = 29,9 + {m_{{O_2}}} \Rightarrow {m_{{O_2}}} = 10,4{\text{ gam}} \Rightarrow {{\text{n}}_{{O_2}}} = \frac{{10,4}}{{32}} = 0,325{\text{ mol}} \hfill \\ \xrightarrow{{BT{\text{ H}}}}{n_{HCl}} = 2.{n_{{H_2}O}} \Rightarrow 0,7 = 2.{n_{{H_2}O}} \Rightarrow {n_{{H_2}O}} = 0,35{\text{ mol}} \hfill \\ \end{gathered} \)

\(4.{n_{KMn{O_4}}} + 3.{n_{KCl{O_3}}} = 2.{n_{{O_2}}} + \underbrace {{n_{{H_2}O}}}_{{n_{O(Y)}}} \Rightarrow 4a + 3b = 2.0,325 + 0,35 \Rightarrow 4a + 3b = 1{\text{ (II)}}\)

Bảo toàn khối lượng cho giai đoạn nhiệt phân X ta có:

Theo sơ đồ thì cuối cùng O trong Y chuyển hết về H₂O. Bảo toàn nguyên tố O cho giai đoạn nhiệt phân X ta có:

\(4.{n_{KMn{O_4}}} + 3.{n_{KCl{O_3}}} = 2.{n_{{O_2}}} + \underbrace {{n_{{H_2}O}}}_{{n_{O(Y)}}} \Rightarrow 4a + 3b = 2.0,325 + 0,35 \Rightarrow 4a + 3b = 1{\text{ (II)}}\)

Tổ hợp (I) và (II) ta được: a=0,1 mol; b=0,2 mol

Xét giai đoạn nhiệt phân X:

Gọi x là số mol KMnO₄phản ứng

\(\begin{gathered} 2KMn{O_4}\xrightarrow{{{t^0}}}{K_2}Mn{O_4} + Mn{O_2} + {O_2} \uparrow \hfill \\ x \to {\text{ }}\frac{x}{2} \hfill \\ 2KCl{O_3}\xrightarrow{{{t^0}}}2KCl + 3{O_2} \uparrow \hfill \\ 0,2 \to {\text{ 0}}{\text{,3}} \hfill \\ \end{gathered} \)

Ta có: \({n_{{O_2}}} = \frac{x}{2} + 0,3 = 0,325 \Rightarrow x = 0,05{\text{ mol}}\)

Hiệu suất nhiệt phân KMnO₄ là: \({H_{KMn{O_4}}} = \frac{x}{a}.100 = \frac{{0,05}}{{0,1}}.100 = 50\% \)

Đáp án A.

Câu hỏi này thuộc đề thi trắc nghiệm dưới đây, bấm vào Bắt đầu thi để làm toàn bài

Đề thi thử THPT QG năm 2021 môn Hóa học

Trường THPT Trần Quốc Tuấn

20/12/2024

7 lượt thi

0/40

Bắt đầu thi

Câu hỏi liên quan

Có bốn lọ dung dịch riêng biệt X, Y, Z và T chứa các chất khác nhau trong số bốn chất: (NH₄)₂CO₃, KHCO₃, NaNO₃, NH₄NO₃. Bằng cách dùng dung dịch Ca(OH)₂ cho lần lượt vào từng dung dịch, thu được kết quả sau: