Вопрос школьника
Рассчитайте, какой объем хлора выделится при взаимодействии соляной кислоты с оксидом марганца (IV), если известно, что в реакцию вступило 200 г раствора кислоты с массовой долей HCl 0,365
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо записать уравнение реакции между соляной кислотой и оксидом марганца (IV):
MnO2 + 4HCl → MnCl2 + 2H2O + Cl2
Из уравнения видно, что при реакции образуется молекулярный хлор (Cl2), который выделяется в газообразном состоянии. Для расчета объема выделенного хлора необходимо использовать закон Авогадро:
V = n * Vm
где V — объем выделенного газа, n — количество вещества газа, Vm — молярный объем газа при стандартных условиях (0°C и 1 атм).
Для расчета количества вещества газа необходимо использовать уравнение неравенства:
n(Cl2) = n(HCl) / 4
где n(Cl2) — количество вещества хлора, n(HCl) — количество вещества соляной кислоты.
Для расчета количества вещества соляной кислоты необходимо использовать формулу:
n(HCl) = m(HCl) / M(HCl)
где m(HCl) — масса соляной кислоты, M(HCl) — молярная масса соляной кислоты.
Подставляя известные значения, получаем:
m(HCl) = 200 г * 0,365 = 73 г
M(HCl) = 36,5 г/моль
n(HCl) = 73 г / 36,5 г/моль = 2 моль
n(Cl2) = 2 моль / 4 = 0,5 моль
Для расчета объема выделенного хлора необходимо использовать значение молярного объема газа при стандартных условиях, которое равно 22,4 л/моль. Подставляя известные значения, получаем:
V = n(Cl2) * Vm = 0,5 моль * 22,4 л/моль = 11,2 л
Таким образом, при взаимодействии 200 г раствора соляной кислоты с массовой долей HCl 0,365 с оксидом марганца (IV) выделится 11,2 л хлора.
