Question

Сколько миллилитров концентрированной соляной кислоты с плотностью 1,2 г/мл с массовой долей соляной кислоты 39% теоретически необходимо для взаимодействия с 0,1 моль перманганата калия? Какой объем хлора выделится при этом при температуре 0 °C и давлении 101,3 кПа?

Answer 1

Сколько миллилитров концентрированной соляной кислоты с плотностью 1,2 г/мл с массовой долей соляной кислоты 

Answer 2

Для решения данной задачи нам необходимо сначала найти количество концентрированной соляной кислоты, необходимой для взаимодействия с 0,1 моль перманганата калия. Затем мы сможем вычислить объем хлора, выделяющегося при этом процессе.

1. Начнем с расчета количества концентрированной соляной кислоты, необходимой для взаимодействия с 0,1 моль перманганата калия. Для этого воспользуемся уравнением реакции и стехиометрией:

2 KMnO4 + 16 HCl -> 2 KCl + 2 MnCl2 + 5 Cl2 + 8 H2O

Из уравнения видно, что на 2 моль перманганата калия требуется 16 моль соляной кислоты. Таким образом, на 0,1 моль перманганата калия потребуется:

0,1 моль KMnO4 * (16 моль HCl / 2 моль KMnO4) = 0,8 моль HCl

2. Теперь вычислим массу необходимой соляной кислоты, используя ее плотность и массовую долю:

Масса = объем * плотность Массовая доля = (масса соляной кислоты / масса раствора) * 100%

Подставим известные значения: Массовая доля = 39% Плотность = 1,2 г/мл

Масса соляной кислоты = (0,8 моль HCl) * (36,46 г/моль) = 29,17 г Объем соляной кислоты = 29,17 г / 1,2 г/мл = 24,31 мл

Таким образом, для взаимодействия с 0,1 моль перманганата калия необходимо 24,31 мл концентрированной соляной кислоты.

3. Наконец, для вычисления объема хлора, выделяющегося при этом процессе, воспользуемся уравнением идеального газа:

V = nRT/P

где V - объем газа, n - количество вещества в молях, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах, P - давление.

Подставим известные значения: n = 0,1 моль (так как 0,1 моль KMnO4 дает 0,1 моль Cl2) R = 0,0821 л*атм/(моль*К) T = 0 °C = 273,15 K P = 101,3 кПа = 1,013 атм

V = (0,1 моль) * (0,0821 л*атм/(моль*К)) * (273,15 K) / (1,013 атм) = 2,26 л

Таким образом, при взаимодействии 0,1 моль перманганата калия с концентрированной соляной кислотой при температуре 0 °C и давлении 101,3 кПа выделится 2,26 л хлора.