Question

MnO2+ HCl = MnCl2 + Cl2 + H2O найдите объем хлора если взаимодействуют 8,7 г оксида марганца (валентность равна 4) и 42,9 мл 36%раствора соляной кислоты с плотностью 1,183 г/мл

Answer 1

MnO₂+4HCl=MnCl₂+Cl₂+2H₂O
n=m/M
n(MnO₂)=8.7/87=0.1моль
m=V*p
m(HCl(р-ра))=42.9*1.183=50.75г
m(HCl)=50.75*0.36=18.27г
n(HCl)=18.27/36.5=0.5моль
MnO₂ в недостатке, считаем по MnO₂
n(MnO₂)=n(Cl₂)=0.1моль
V=n*Vm
v(Cl₂)=22.4*0.1=2.24л

Answer 2

Рассмотрим химическое уравнение реакции между перманганатом марганца (IV) и соляной кислотой:

\[ \text{MnO}_2 + 4\text{HCl} \rightarrow \text{MnCl}_2 + \text{Cl}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \]

Из уравнения видно, что одна моль \( \text{MnO}_2 \) реагирует с 4 молями \( \text{HCl} \). Рассчитаем количество молей \( \text{MnO}_2 \):

\[ \text{Масса } \text{MnO}_2 = 8.7 \, \text{г} \]

\[ \text{Молярная масса } \text{MnO}_2 = 54.94 \, \text{г/моль} \]

\[ \text{Моль } \text{MnO}_2 = \frac{\text{Масса}}{\text{Молярная масса}} = \frac{8.7 \, \text{г}}{54.94 \, \text{г/моль}} \approx 0.158 \, \text{моль} \]

Так как соотношение между \( \text{MnO}_2 \) и \( \text{HCl} \) 1:4, количество молей \( \text{HCl} \) будет:

\[ \text{Моль } \text{HCl} = 4 \times \text{Моль } \text{MnO}_2 \approx 4 \times 0.158 \, \text{моль} \approx 0.632 \, \text{моль} \]

Теперь рассчитаем количество \( \text{HCl} \) в граммах, зная объем и концентрацию раствора:

\[ \text{Объем } \text{HCl} = 42.9 \, \text{мл} = 0.0429 \, \text{л} \]

\[ \text{Концентрация } \text{HCl} = 36\% = 0.36 \]

\[ \text{Масса } \text{HCl} = \text{Объем} \times \text{Концентрация} \times \text{Плотность} \]

\[ \text{Масса } \text{HCl} = 0.0429 \, \text{л} \times 0.36 \times 1.183 \, \text{г/мл} \approx 0.0188 \, \text{г} \]

Теперь у нас есть масса \( \text{HCl} \) в граммах, а значит, мы можем рассчитать количество молей \( \text{HCl} \):

\[ \text{Моль } \text{HCl} = \frac{\text{Масса } \text{HCl}}{\text{Молярная масса } \text{HCl}} \]

\[ \text{Молярная масса } \text{HCl} = 36.46 \, \text{г/моль} \]

\[ \text{Моль } \text{HCl} = \frac{0.0188 \, \text{г}}{36.46 \, \text{г/моль}} \approx 0.000516 \, \text{моль} \]

Теперь мы знаем количество молей \( \text{HCl} \), и по уравнению реакции видим, что 1 моль \( \text{MnO}_2 \) дает 1 моль \( \text{Cl}_2 \). Следовательно, количество молей \( \text{Cl}_2 \) также будет 0.000516 моль.

Теперь используем уравнение состояния идеального газа, чтобы рассчитать объем \( \text{Cl}_2 \) при стандартных условиях (температура 0°C, давление 1 атм):

\[ PV = nRT \]

Где: - \( P \) - давление (в атмосферах), - \( V \) - объем (в литрах), - \( n \) - количество молей газа, - \( R \) - универсальная газовая постоянная (0.0821 л*атм/(моль*К)), - \( T \) - температура (в Кельвинах).

Преобразуем уравнение, чтобы выразить объем:

\[ V = \frac{nRT}{P} \]

Подставим значения:

\[ V = \frac{0.000516 \, \text{моль} \times 0.0821 \, \text{л} \cdot \text{атм/(моль} \cdot \text{К)} \times 273 \, \text{K}}{1 \, \text{атм}} \]

\[ V \approx 0.0115 \, \text{л} \]

Таким образом, объем \( \text{Cl}_2 \), образующегося в результате реакции, составляет примерно 0.0115 л при стандартных условиях.