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 определения объёма газа, который выделился при реакции оксида марганца(IV) с концентрированной соляной кислотой, начнем с написания уравнения реакции.

Шаг 1: Запишем уравнение реакции

Оксид марганца (IV) — это \( \text{MnO}_2 \). При взаимодействии с соляной кислотой (HCl) он будет реагировать с образованием хлорида марганца (II) и выделением водорода:

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

Шаг 2: Найдем количество вещества оксида марганца

Для этого используем формулу: \[ n = \frac{m}{M} \] где:

• \( n \) — количество вещества (моль),
• \( m \) — масса вещества (г),
• \( M \) — молярная масса (г/моль).

1. Найдем молярную массу \( \text{MnO}_2 \):

• Молярная масса марганца (Mn) = 54,94 г/моль,
• Молярная масса кислорода (O) = 16,00 г/моль.

\[ M(\text{MnO}_2) = 54,94 + 2 \times 16,00 = 54,94 + 32,00 = 86,94 \text{ г/моль} \]

2. Найдем количество вещества \( \text{MnO}_2 \):

При массе 73,5 г:

\[ n(\text{MnO}_2) = \frac{73,5}{86,94} \approx 0,846 \text{ моль} \]

Шаг 3: Определим, сколько газа выделится

Согласно уравнению реакции, на 1 моль \( \text{MnO}_2 \) образуется 2 моль газа \( \text{H}_2 \).

\[ n(\text{H}_2) = 2 \times n(\text{MnO}_2) = 2 \times 0,846 \approx 1,692 \text{ моль} \]

Шаг 4: Найдем объем газа при н.у.

При нормальных условиях (н. у.) 1 моль газа занимает объем 22,4 л. Следовательно, объем выделившегося водорода:

\[ V = n(\text{H}_2) \times 22,4 \text{ л/моль} \approx 1,692 \times 22,4 \approx 37,9 \text{ л} \]

Шаг 5: Учет выходов реакции

Объёмная доля выхода реакции составляет 75%. Следовательно, фактический объём газа, выделившегося в ходе реакции:

\[ V_{\text{фактический}} = V \times \frac{75}{100} = 37,9 \times 0,75 \approx 28,4 \text{ л} \]

Ответ

Объем газа (н. у.), который выделился, составляет примерно 28,4 л.