Чтобы решить эту задачу, давайте рассчитаем, какой объем газа выделяется при реакции оксида марганца (IV) с концентрированной соляной кислотой. Находимший объем газа будет в нормальных условиях (н. у.), что эквивалентно 0 °C и 1 атм.
Шаг 1: Записываем химическую реакцию
Оксид марганца (IV) — это MnO₂. При реакции с соляной кислотой (HCl) оксид марганца будет вести себя следующим образом:
[
\text{MnO}_2 + 4 \text{HCl} \rightarrow \text{MnCl}_2 + 2 \text{H}_2\text{O} + \text{Cl}_2
]
Шаг 2: Находим молекулярную массу оксида марганца (IV)
Молярная масса MnO₂:
- Mn: 54.94 г/моль
- O (2): 16.00 г/моль × 2 = 32.00 г/моль
Итого:
[
\text{M(MnO}_2\text{)} = 54.94 + 32.00 = 86.94 , \text{г/моль}
]
Шаг 3: Находим количество молей MnO₂ в 73,5 г
[
n = \frac{m}{M} = \frac{73.5 , \text{г}}{86.94 , \text{г/моль}} \approx 0.846 , \text{моль}
]
Шаг 4: Находим количество образовавшегося газа (Cl₂)
Согласно уравнению реакции, на 1 моль MnO₂ образуется 1 моль Cl₂. Следовательно, количество молей Cl₂, образовавшегося в реакции, равно количеству молей MnO₂:
[
n(\text{Cl}_2) = 0.846 , \text{моль}
]
Шаг 5: Находим объем газа (Cl₂) при нормальных условиях
При н. у. 1 моль газа занимает 22.4 л. Поэтому объем газов, образованные при реакции:
[
V_{\text{Cl}_2} = n(\text{Cl}_2) \times 22.4 , \text{л/моль} = 0.846 , \text{моль} \times 22.4 , \text{л/моль} \approx 18.94 , \text{л}
]
Шаг 6: Учитываем объемную долю выхода реакции
Объем, который реально выделился в реакции с учетом 75% выхода:
[
V_{\text{выделившегося газа}} = 0.75 \times 18.94 \approx 14.205 , \text{л}
]
Шаг 7: Округляем результат до десятых
Округляем до одной десятичной:
[
V_{\text{выделившегося газа}} \approx 14.2 , \text{л}
]
Ответ
Объем газа (Cl₂), выделившегося при реакции, составляет приблизительно 14.2 л.
