Question

какой объём хлора (н. у.) можно получить из 100 мл 25%-ной соляной кислоты (p=1,12 г/мл) в результате реакций с двумя окислителями-перманганатом калия и оксидом марганца(IV)? Совпали ли полученные значения? ​

Answer 1

ответ: `V_1(Cl_2) = 5.38 л`, `V_2(Cl_2) = 4.3 л

Answer 2

Для решения данной задачи нам нужно учесть несколько факторов и провести несколько расчетов.

1) Определение массы соляной кислоты:
Масса соляной кислоты = объем кислоты x плотность кислоты

Масса соляной кислоты = 100 мл x 1,12 г/мл = 112 г

2) Расчет количества соли в 25%-ной соляной кислоте:
Объем соляной кислоты = 100 мл
Концентрация соляной кислоты = 25% (или 0,25 в виде десятичной доли)

Масса соли в 25%-ной соляной кислоте = масса кислоты x концентрация кислоты = 112 г x 0,25 = 28 г

3) Вычисление количества вещества соли:
Масса соли / молярная масса соли = количество вещества соли

Для выбора соответствующего окислителя и реакции, мы должны узнать мольные массы перманганата калия и оксида марганца(IV) и учесть их соотношение с хлором.

Молярная масса перманганата калия (KMnO4) = 39,1 г/моль (масса калия) + 54,9 г/моль (масса марганца) + 64,0 г/моль (масса кислорода) x 4 + 16,0 г/моль (масса водорода)

Молярная масса перманганата калия = 39,1 г/моль + 54,9 г/моль + 64,0 г/моль x 4 + 16,0 г/моль = 158,0 г/моль

Согласно уравнению реакции, 1 моль перманганата калия реагирует с 5 молями хлора.

Количество молей перманганата калия = количество молей хлора = масса соли / молярная масса соли

Количество молей перманганата калия = 28 г / 158 г/моль = 0,1774 моль

Количество молей хлора = 0,1774 моль

4) Расчет объема хлора:
Объем хлора = количество молей хлора x молярный объем газа (при н.у.)

Молярный объем газа = 22,4 л/моль

Объем хлора = 0,1774 моль x 22,4 л/моль = 3,977 л (округляем до 3,98 л)

Таким образом, из 100 мл 25%-ной соляной кислоты можно получить примерно 3,98 л хлора (н.у.).

Теперь проверим значения, полученные нашими расчетами.
Масса хлора (Cl2) можно рассчитать по формуле:

M = 2 * 35,5 г/моль = 71 г/моль (обратите внимание, что молярная масса хлора равна 71 г/моль, так как хлор представлен в виде молекулы Cl2)

Масса хлора = количество молей хлора x молярная масса хлора

Масса хлора = 0,1774 моль x 71 г/моль = 12,6 г

Таким образом, мы получили различные значения:

- По объему: 3,98 л
- По массе: 12,6 г

Эти значения не совпадают, потому что объем и масса вещества не всегда прямо пропорциональны друг другу. Объем и масса могут различаться из-за физических и химических свойств самого вещества и условий эксперимента.