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%
Lời giải của giáo viên

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 KMnO4 phản 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 CÙNG CHỦ ĐỀ
Kim loại Mg không tác dụng được với chất nào sau đây ở nhiệt độ thường?
Trong môi trường kiềm, dung dịch protein có phản ứng biure với
Chất nào sau đây tác dụng với dung dịch HNO3 loãng sinh ra khí NO?
Cho dung dịch chứa a mol H3PO4 vào dung dịch chứa 2,5a mol KOH, sau phản ứng thu được dung dịch chứa chất tan là:
Để hòa tan vừa hết 24,4 gam hỗn hợp MgO và Al2O3 cần vừa đủ 700ml dung dịch H2SO4 1M. Cô cạn dung dịch sau phản ứng được m gam muối. Giá trị của m là:
Cho các chất sau: fructozơ, saccarozơ, etyl axetat, Val-Gly-Ala, tinh bột, tripanmitin.Số chất có phản ứng thủy phân trong điều kiện thích hợp là:
Tác nhân gây hiệu ứng nhà kính chủ yếu do chất nào sau đây?
Cho 10,8 gam axit cacboxylic đơn chức X tác dụng hết với 200ml dung dịch KOH 1M, cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 19,3 gam chất rắn khan. Tên của X là:
Nguyên tử của nguyên tố lưu huỳnh có số điện tích hạt nhân là 16. Số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử lưu huỳnh là:
Cho 17,7 gam amin X (no, đơn chức, mạch hở) tác dụng hết với dung dịch HCL thu được 28,65 gam muối. Công thức của phân tử X là gì?
Kim loại nào sau đây không tan trong dung dịch HCl?
Kim loại nào sau đây có thể điều chế được bằng cách dùng CO khử oxit của nó?