Для решения этой задачи начнем с уравнения реакции между оксидом марганца(IV) (MnO₂) и соляной кислотой (HCl).
Шаг 1: Написание уравнения реакции
Оксид марганца(IV) реагирует с соляной кислотой, образуя хлорид марганца(II) (MnCl₂), воду (H₂O) и хлор (Cl₂):
[
\text{MnO}_2 + 4\text{HCl} \rightarrow \text{MnCl}_2 + 2\text{H}_2\text{O} + \text{Cl}_2
]
Шаг 2: Молярная масса MnO₂
Для расчета молярной массы оксида марганца(IV) (MnO₂):
- Молярная масса марганца (Mn) ≈ 54,94 г/моль
- Молярная масса кислорода (O) ≈ 16,00 г/моль
Молярная масса MnO₂:
[
54,94 + 2 \times 16,00 = 54,94 + 32,00 = 86,94 \text{ г/моль}
]
Шаг 3: Вычисление количества молей MnO₂
Теперь найдем количество молей MnO₂ в 73,5 г:
[
n = \frac{m}{M} = \frac{73,5 \text{ г}}{86,94 \text{ г/моль}} \approx 0,845 \text{ моль}
]
Шаг 4: Определение объема выделившегося хлора
Согласно уравнению реакции, 1 моль MnO₂ дает 1 моль Cl₂. Таким образом, количество выделившегося хлора равно количеству молей MnO₂:
[
n(\text{Cl}_2) = n(\text{MnO}_2) = 0,845 \text{ моль}
]
Для газа при нормальных условиях (н. у.) 1 моль занимает 22,4 литра. Рассчитаем объем клора:
[
V = n \times V_m = 0,845 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} \approx 18,93 \text{ л}
]
Шаг 5: Учет объёмной доли выхода реакции
Объёмная доля выхода реакции составляет 75%. Это означает, что фактически полученный объем газа будет 75% от расчитанного, поэтому:
[
V_{\text{полученное}} = V \times \frac{75}{100} = 18,93 \text{ л} \times 0,75 \approx 14,20 \text{ л}
]
Ответ
Объем (л) газа, который выделился при реакции, составляет approximately 14,2 л (с точностью до одного знака после запятой).
