Nung hỗn hợp X gồm KClO3 và KMnO4, thu được hỗn hợp chất rắn Y và O2. Trong Y có 1,49 gam KCl chiếm 17,028% theo khối lượng. Lượng O2 ở trên đốt cháy hết 0,24 gam cacbon, sau phản ứng thu được hỗn hợp khí T gồm CO2 và O2 dư (CO2 chiếm 40% thể tích). Biết KClO3 bị nhiệt phân hoàn toàn, còn KMnO4 chỉ bị nhiệt phân một phần. Tính hiệu suất của phản ứng nhiệt phân KMnO4.
PT: \(2KClO_3\underrightarrow{t^o}2KCl+3O_2\) (1)
\(2KMnO_4\underrightarrow{t^o}K_2MnO_4+MnO_2+O_2\) (2)
\(C+O_2\underrightarrow{t^o}CO_2\) (3)
Ta có: \(n_{KCl}=\dfrac{1,49}{74,5}=0,02\left(mol\right)\)
\(n_C=\dfrac{0,24}{12}=0,02\left(mol\right)\)
\(m_Y=\dfrac{1,49}{17,028\%}=8,75\left(g\right)\), Y gồm: KCl, KMnO4 (dư), K2MnO4, MnO2.
Theo PT (3): \(n_{CO_2}=n_{O_2\left(pư\right)}=n_C=0,02\left(mol\right)\)
\(\Rightarrow n_{O_2\left(dư\right)}=\dfrac{0,02}{40\%}-0,02=0,03\left(mol\right)\)
⇒ ΣnO2 = 0,02 + 0,03 = 0,05 (mol)
Theo PT (1): \(n_{O_2\left(1\right)}=\dfrac{3}{2}n_{KCl}=0,03\left(mol\right)\)
\(\Rightarrow n_{O_2\left(2\right)}=0,05-n_{O_2\left(1\right)}=0,02\left(mol\right)\)
Theo PT (2): \(n_{K_2MnO_4}=n_{MnO_2}=n_{O_2\left(2\right)}=0,02\left(mol\right)\)
\(n_{KMnO_4\left(pư\right)}=2n_{O_2}=0,04\left(mol\right)\)
Mà: mKCl + mKMnO4 (dư) + mK2MnO4 + mMnO2 = 8,75
⇒ mKMnO4 (dư) = 1,58 (g) \(\Rightarrow n_{KMnO_4\left(dư\right)}=\dfrac{1,58}{158}=0,01\left(mol\right)\)
\(\Rightarrow H\%=\dfrac{0,04}{0,04+0,01}.100\%=80\%\)