Bài tập 5 trang 45

1. Nội dung câu hỏi

Để điều chế khí oxygen trong phòng thí nghiệm, người ta nung 4,9 gam potassium chlorate (KClO₃) có xúc tác MnO2, thu được 2,5 gam potassium chloride (KCl) và một lượng khí oxygen.

a) Lập phương trình hoá học xảy ra của thí nghiệm trên.

b) Phản ứng trên có xảy ra hoàn toàn không? Tính hiệu suất phản ứng.

2. Phương pháp giải

Lập phương trình và tính theo phương trình hóa học

3. Lời giải chi tiết

a) Lập phương trình hoá học:

Bước 1: Viết sơ đồ của phản ứng:

$<br>{\mathrm{KClO}}_3---\stackrel{{\mathrm{MnO}}_2}{⟶}\mathrm{KCl}+O_2<br>$
Bước 2: Cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố:
+ Ta làm chẵn số nguyên tử O ở vế trái bằng cách thêm hệ số 2 trước $\mathrm{KClO}_3$ :
$<br>2{\mathrm{KClO}}_3---\stackrel{{\mathrm{MnO}}_2}{⟶}\mathrm{KCl}+O_2<br>$
+ Để số nguyên tử $\mathrm{O}$ vế phải bằng với vế trái ta thêm hệ số 3 trước $\mathrm{O}_2$ :
$<br>2{\mathrm{KClO}}_3---\stackrel{{\mathrm{MnO}}_2}{⟶}\mathrm{KCl}+3O_2<br>$
+ Để số nguyên tử $\mathrm{K}$ và số nguyên tử $\mathrm{Cl}$ ở 2 vế bằng nhau ta thêm hệ số 2 trước $\mathrm{KCl}$ :
$<br>2{\mathrm{KClO}}_3---\stackrel{{\mathrm{MnO}}_2}{⟶}2\mathrm{KCl}+3O_2<br>$
Bước 3: Phương trình hoá học hoàn chỉnh:
$<br>2{\mathrm{KClO}}_3---\stackrel{{\mathrm{MnO}}_2}{⟶}2\mathrm{KCl}+3O_2<br>$

b) Phương trình hoá học: $2 \mathrm{KClO}_3---\stackrel{\mathrm{MnO}_2}{\longrightarrow} 2 \mathrm{KCl}+3 \mathrm{O}_2$
Tỉ lệ các chất: $\quad 2 \quad: \quad 2: 3$
Số $\mathrm{mol} \mathrm{KClO}_3$ đem nung là:
$<br>n_{{\mathrm{KClO}}_3}=\frac{m_{{\mathrm{KClO}}_3}}{M_{{\mathrm{KCOO}}_3}}=\frac{4,9}{122,5}=0,04\left( mol\right)<br>$
Theo tỉ lệ trong phương trình hoá học ta có:
$$
\begin{aligned}
& \mathrm{n}_{\mathrm{KCl} \text { lý thuyết }}=n_{\mathrm{KClO}_3}=0,04(\mathrm{~mol}) \text {; } \\
& \Rightarrow \mathrm{m}_{\mathrm{KCl} \text { lý thuyết }}=0,04 \times 74,5=2,98 \text { (gam). }
\end{aligned}
$$
Có khối lượng KCl lý thuyết lớn hơn khối lượng KCl thu được thực tế nên phản ứng xảy ra không hoàn toàn. Hiệu suất của phản ứng là:
$<br>H(\%)=\frac{2,5}{2,98}\times 100(\%)=83,89(\%).<br>$