برای حل این سوال باید درصد خلوص نمونه با توجه به جرم تولید شده از واکنش تجزیه \( \text{KClO}_3 \) محاسبه کنیم.
ابتدا جرم مولی \( \text{KClO}_3 \) را محاسبه میکنیم:
- پتاسیم (K): \( 39 \ \text{g/mol} \)
- کلر (Cl): \( 35.5 \ \text{g/mol} \)
- اکسیژن (O): \( 16 \ \text{g/mol} \times 3 = 48 \ \text{g/mol} \)
جمع: \( 39 + 35.5 + 48 = 122.5 \ \text{g/mol} \)
طبق معادله واکنش:
\[ 2 \text{KClO}_3 \rightarrow 2 \text{KCl} + 3 \text{O}_2 \]
بنابراین ۲ مول \( \text{KClO}_3 \) به ۳ مول \( \text{O}_2 \) تبدیل میشود.
جرم مولی \( \text{O}_2 \) برابر است با:
\[ 32 \ \text{g/mol} \]
حال نسبت استوکیومتری را استفاده میکنیم:
\[ \frac{3 \ \text{mol} \ \text{O}_2}{2 \ \text{mol} \ \text{KClO}_3} \]
در سوال، جرم اکسیژن تولید شده برابر \( 581.6 \ \text{g} \) است:
تعداد مول اکسیژن تولید شده:
\[ \frac{581.6 \ \text{g}}{32 \ \text{g/mol}} = 18.175 \ \text{mol} \]
بر اساس نسبت استوکیومتری، تعداد مول \( \text{KClO}_3 \) مصرف شده:
\[ \frac{18.175 \times 2}{3} = 12.1167 \ \text{mol} \]
جرم \( \text{KClO}_3 \) تجزیه شده:
\[ 12.1167 \ \text{mol} \times 122.5 \ \text{g/mol} = 1483.8 \ \text{g} \]
درصد خلوص:
\[ \frac{1483.8 \ \text{g}}{2000 \ \text{g}} \times 100 \approx 74.19\% \]
بنابراین گزینه صحیح، گزینه دوم یعنی \( 74.19\% \) است. در تصویر، گزینه صحیح به صورت \( 74.9\% \) نوشته شده که نزدیکترین گزینه است.
