Сколько литров хлора (н.у.) можно получить при взаимодействии MnO2 со 150 мл раствора HCl концентрацией 20 % и плотностью 1,15 г/мл?

V(Cl2) = 6,72 л; m(NaOH) = 24 г

Пояснение:

При добавлении соляной кислоты к оксиду марганца (IV) протекает реакция:

MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O

Вычислим массы хлороводорода и массу соляной кислоты в растворе:

m(р−ра 35%-ной HCl) = V(р−ра HCl) . ρ(р−ра HCl) = 200 мл . 1,17 г/мл = 234 г

m(HCl) = M(HCl) . w(HCl)%/100% = 234 г . 35%/100% = 81,9 г

Отсюда количество HCl:

ν(HCl) = m(HCl)/M(HCl) = 81,9 г/36,5 г/моль = 2,244 моль

Количество оксида марганца (IV):

ν(MnO2) = m(MnO2)/M(MnO2) = 26,1 г/87 г/моль = 0,3 моль

По уравнению реакции ν(MnO2) = ¼ ν(HCl), а по условию ν(MnO2) < ¼ν(HCl), следовательно, MnO2 – вещество в недостатке, полностью прореагирует с соляной кислотой.

По уравнению реакции ν(MnO2) = ν(Cl2) = 0,3 моль, поэтому объем выделившегося при н.у. хлора равен:

V(Cl2) = Vm . ν(Cl2) = 22,4 л/моль . 0,3 моль = 6,72 л

В холодном растворе щелочь взаимодействует с хлором с образованием гипохлорита (NaClO) и хлорида (NaCl) натрия (реакция диспропорционирования):

Cl2 + 2NaOH → NaClO + NaCl + H2O

По уравнению реакции ν(Cl2) = ½ ν(NaOH), поэтому ν(NaOH) = 0,3 моль . 2 = 0,6 моль

Масса гидроксида натрия, прореагировавшего с хлором в холодном растворе, равна:

m(NaOH) = M(NaOH) . ν(NaOH) = 40 г/моль . 0,6 моль = 24 г

Ответ в прикреплённом файле