Какой объем хлора выделится при взаимодействии аксида марганца четыре 34,8 грамм с 73 грамма пяти процентного раствора соленой кислоты

Для решения этой задачи сначала необходимо определить, какие реакции происходят при взаимодействии оксида марганца(IV) (MnO2) с hydrochloric acid (HCl). Оксид марганца может реагировать с соляной кислотой, образуя хлорид марганца и выделяя газ хлор. Уравнение реакции выглядит следующим образом: \[ \text{MnO}_2 + 4 \text{HCl} \rightarrow \text{MnCl}_2 + 2 \text{H}_2\text{O} + \text{Cl}_2 \] Теперь, давайте найдем, сколько моль оксида марганца(IV) мы имеем: 1. Молярная масса оксида марганца(IV) (MnO2): - Mn: 54,94 г/моль - O: 16 г/моль × 2 = 32 г/моль - Общая: 54,94 + 32 = 86,94 г/моль 2. Найдем количество моль MnO2 в 34,8 г: \[ n(\text{MnO}_2) = \frac{34,8 \text{ г}}{86,94 \text{ г/моль}} \approx 0,400 \text{ моль} \] Теперь определим, сколько моль HCl содержится в 73 г 5% раствора: 1. Плотность 5% раствора HCl примерно равна 1,02 г/мл, поэтому 1000 мл такого раствора содержат 50 г HCl (5% от 1000 г раствора). 2. Значит, в 73 г раствора будет: \[ n(\text{HCl}) = \frac{5}{100} \times 73 \text{ г} = 3,65 \text{ г} \] 3. Молярная масса HCl: - H: 1 г/моль - Cl: 35,45 г/моль - Общая: 1 + 35,45 = 36,45 г/моль 4. Найдём количество моль HCl: \[ n(\text{HCl}) = \frac{3,65 \text{ г}}{36,45 \text{ г/моль}} \approx 0,100 \text{ моль} \] Теперь, учитывая стехиометрию реакции, 1 моль MnO2 реагирует с 4 моль HCl. У нас есть 0,400 моль MnO2, поэтому потребуется \(0,400 \times 4 = 1,600\) моль HCl для полной реакции. Так как у нас только 0,100 моль HCl, реакция будет ограничена количеством HCl. Теперь найдем, сколько хлора (Cl2) выделится: Поскольку 1 моль HCl выделяет 0,5 моль Cl2, то из 0,100 моль HCl выделится: \[ n(\text{Cl}_2) = 0,100 \text{ моль} \times \frac{1 \text{ моль Cl}_2}{4 \text{ моль HCl}} \times 2 = 0,050 \text{ моль Cl}_2 \] Теперь вычислим объем газа Cl2 при нормальных условиях (20 °C, 1 атм), где 1 моль газа занимает примерно 22,4 литра: \[ V(\text{Cl}_2) = 0,050 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} \approx 1,12 \text{ л} \] Таким образом, при взаимодействии 34,8 г оксида марганца(IV) с 73 г 5% раствора соляной кислоты выделится примерно 1,12 литра хлора.