Вопрос школьника
Вычислить объём хлора (н.у.), который выделяется при взаимодействии дихромата калия (K2 Cr2 O7) c 30% ой соляной кислотой ρ = 1,148 г/моль и объёмом 250 мл.
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать химическое уравнение реакции между дихроматом калия и соляной кислотой:
K2Cr2O7 + 14HCl → 2CrCl3 + 2KCl + 7H2O + 3Cl2
Из уравнения видно, что при реакции образуется хлор (Cl2). Для вычисления его объема необходимо знать количество вещества хлора, которое образуется при реакции. Для этого воспользуемся законом Лавуазье-Лапласа:
V(Cl2) = n(Cl2) * Vm(Cl2)
где V(Cl2) — объем хлора (н.у.), который выделяется при реакции, n(Cl2) — количество вещества хлора, Vm(Cl2) — молярный объем хлора при нормальных условиях (22,4 л/моль).
Для вычисления количества вещества хлора необходимо знать количество вещества соляной кислоты, которое участвует в реакции. Для этого воспользуемся формулой:
n(HCl) = m(HCl) / M(HCl)
где n(HCl) — количество вещества соляной кислоты, m(HCl) — масса соляной кислоты, M(HCl) — молярная масса соляной кислоты.
Массу соляной кислоты можно вычислить по формуле:
m(HCl) = ρ * V(HCl) * M(HCl)
где ρ — плотность соляной кислоты, V(HCl) — объем соляной кислоты, M(HCl) — молярная масса соляной кислоты.
Подставляя значения в формулы, получаем:
m(HCl) = 1,148 г/моль * 0,3 моль * 0,25 л = 0,0861 г
n(HCl) = 0,0861 г / 36,46 г/моль = 0,00236 моль
n(Cl2) = 3/14 * n(HCl) = 0,00051 моль
V(Cl2) = 0,00051 моль * 22,4 л/моль = 0,0114 л = 11,4 мл
Таким образом, объем хлора (н.у.), который выделяется при взаимодействии дихромата калия с 30% ой соляной кислотой объемом 250 мл, составляет 11,4 мл.
