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 данной задачи мы будем использовать уравнение реакции между оксидом марганца(IV) и соляной кислотой, а также формулы для расчёта объёма газа, полученного в результате реакции.

Шаг 1: Напишем уравнение реакции

Оксид марганца(IV) (MnO₂) реагирует с соляной кислотой (HCl) следующим образом:

\[ MnO_2 + 4HCl \rightarrow MnCl_2 + 2H_2O + Cl_2 \]

Шаг 2: Найдём количество вещества (моль) оксида марганца(IV)

Для этого используем формулу:

\[ n = \frac{m}{M} \]

где:

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

Рассчитаем молярную массу оксида марганца(IV):

• Молярная масса \( Mn = 54.94 \, г/моль \)
• Молярная масса \( O = 16.00 \, г/моль \)

Для \( MnO_2 \): \[ M = 54.94 + 2 \times 16.00 = 86.94 \, г/моль \]

Теперь найдём количество вещества: \[ n_{MnO_2} = \frac{73.5 \, г}{86.94 \, г/моль} \approx 0.846 \, моль \]

Шаг 3: Найдём количество образовавшегося газа

Согласно уравнению реакции, получается 1 моль \( Cl_2 \) на 1 моль \( MnO_2 \). Значит, количество молей хлора, образовавшегося в ходе реакции, будет таким же: \[ n_{Cl_2} = n_{MnO_2} \approx 0.846 \, моль \]

Шаг 4: Найдём объём газа при н. у.

Объём 1 моль газа при нормальных условиях (н. у.) составляет 22.4 л. Следовательно, объём \( Cl_2 \) при н. у. будет: \[ V_{Cl_2} = n_{Cl_2} \times 22.4 \, л/моль \approx 0.846 \times 22.4 \approx 18.94 \, л \]

Шаг 5: Учтем выход реакции

Объёмный выход реакции составляет 75%. Это значит, что фактический объём газа будет 75% от теоретического: \[ V_{фактический} = V_{Cl_2} \times 0.75 \approx 18.94 \times 0.75 \approx 14.205 \, л \]

Шаг 6: Округлим до десятых

Требуется записать объём с точностью до десятых: \[ V_{фактический} \approx 14.2 \, л \]

Ответ

Объём газа, который выделился при реакции, составляет 14.2 л.