Какой объем хлора (н.у) высвободится при добавлении 400 мл 30% соляной кислоты (плотностью 1,155 г/мл) к 52,2 г оксида

Тема: Реакция между соляной кислотой и оксидом марганца

Объяснение:

Дана задача о реакции между соляной кислотой (HCl) и оксидом марганца (MnO₂). Для решения задачи нам необходимо использовать уравнение реакции и применить концепцию стехиометрии.

Уравнение реакции между HCl и MnO₂ выглядит следующим образом:

MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂

Из уравнения видно, что 1 молекула MnO₂ реагирует с 4 молекулами HCl, образуя 1 молекулу Cl₂.

Для решения задачи мы должны найти количество хлора (Cl₂), высвободившегося в результате реакции. Для этого воспользуемся формулой:

Объем (V) = Количество вещества (n) × Молярный объем (Vм)

Дано, что объем раствора HCl составляет 400 мл и концентрация составляет 30% (т.е. 30 г HCl в 100 мл раствора). Поэтому количество HCl можно рассчитать следующим образом:

n(HCl) = масса (m) / молярная масса (M)

молярная масса HCl = 36,46 г/моль

m(HCl) = V × концентрация = 400 мл × 0,3 = 120 г

n(HCl) = 120 г / 36,46 г/моль ≈ 3,29 моль

Таким образом, 3,29 моль HCl реагируют с 52,2 г оксида марганца 4.

Из уравнения видно, что 1 моль HCl порождает 1 моль Cl₂.

Таким образом, количество высвободившегося хлора (Cl₂) будет равно 3,29 моль.

Теперь, чтобы найти количество гидроксида калия (KOH), реагирующего с этим количеством хлора (Cl₂), нам необходимо учесть уравнение реакции между KOH и Cl₂:

2KOH + Cl₂ → KCl + KClO + H₂O

Обратите внимание, что каждая молекула Cl₂ реагирует с 2 молекулами KOH. Следовательно, количество KOH будет равно половине количества Cl₂:

Количество KOH = 3,29 моль / 2 ≈ 1,65 моль

Таким образом, в холодном растворе реагирует около 1,65 моль гидроксида калия.

Пример использования:
Задача: Какой объем хлора высвободится при добавлении 500 мл 40% соляной кислоты (плотностью 1,2 г/мл) к 60 г оксида марганца 4 во время нагревания? Какое количество гидроксида калия будет реагировать с этим количеством хлора?

Совет: При решении задач по стехиометрии всегда используйте уравнение реакции и учтите коэффициенты стехиометрического уравнения.

Практика: Какой объем хлора (н.у) высвободится при добавлении 250 мл 25% соляной кислоты (плотностью 1,1 г/мл) к 30 г оксида марганца 4 во время нагревания? Какое количество гидроксида натрия будет реагировать с этим количеством хлора?