Определите объём (л) газа (н. у.), который выделился при взаимодействии 73,5 г оксида марганца(IV) с избытком концентрированной соляной кислоты, если объёмная доля выхода реакции…

Для решения задачи начнем с того, что определим, каким образом реагируют оксид марганца(IV) (MnO₂) и соляная кислота (HCl). Реакция будет выглядеть следующим образом:

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

В этой реакции 1 моль оксида марганца(IV) реагирует с 4 моль соляной кислоты, образуя 1 моль хлорида марганца, 2 моль воды и 1 моль хлора (Cl₂).

Теперь перейдём к расчетам.

Шаг 1: Рассчитаем количество вещества оксида марганца(IV)

Сначала определим молярную массу оксида марганца(IV):

• Молярная масса Mn = 54.94 г/моль
• Молярная масса O = 16.00 г/моль

Таким образом, молярная масса MnO₂: \[ M(\text{MnO}_2) = 54.94 + 2 \times 16.00 = 54.94 + 32.00 = 86.94 \text{ г/моль} \]

Теперь найдем количество вещества оксида марганца(IV): \[ n(\text{MnO}_2) = \frac{m}{M} = \frac{73.5 \text{ г}}{86.94 \text{ г/моль}} \approx 0.846 \text{ моль} \]

Шаг 2: Найдем количество выделившегося хлора (Cl₂)

Из уравнения реакции видно, что 1 моль MnO₂ производит 1 моль Cl₂. Следовательно, количество выделившегося хлора также будет равно 0.846 моль.

Шаг 3: Рассчитаем объём газа при нормальных условиях

При нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает 22.4 л. Теперь мы можем найти объем хлора: \[ V(\text{Cl}_2) = n(\text{Cl}_2) \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 0.846 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} \approx 18.96 \text{ л} \]

Шаг 4: Учитываем выход реакции

Так как объемная доля выхода реакции составила 75%, найдем фактический объем выделившегося газа: \[ V_{\text{реакция}} = V(\text{Cl}_2) \cdot \frac{75}{100} = 18.96 \text{ л} \cdot 0.75 \approx 14.22 \text{ л} \]

Ответ

Запишем число с точностью до десятых: \[ V_{\text{реакция}} \approx 14.2 \text{ л} \]

Таким образом, объем газа (хлора), который выделился при реакции, составляет примерно 14.2 л.