Рассчитайте,какой объем хлора (н.у) выделится,если к 52,2 г оксида марганца 4 добавить при нагревании 400 мл 30% соляной кислоты( плотностью 1,155г/мл). сколько граммов гидроксида калия в холодном растворе прореагирует с этим количеством хлора?

Для решения этой задачи мы будем использовать химические уравнения реакций и закон сохранения массы.

1. Реакция выделения хлора

   Реакция между оксидом марганца(IV) (MnO₂) и соляной кислотой (HCl) приводит к образованию хлора (Cl₂), воды (H₂O) и хлорида марганца(II) (MnCl₂). Уравнение реакции:

   $MnO_2 + 4HCl → MnCl_2 + 2H_2O + Cl_2$

2. Вычисление количества реагирующей соляной кислоты

   Объём соляной кислоты: 400 мл. Плотность соляной кислоты: 1,155 г/мл. Масса соляной кислоты = объем × плотность = 400 мл × 1,155 г/мл. Процентное содержание HCl в растворе: 30%.

   Следовательно, масса чистого HCl = общая масса раствора × процентное содержание / 100.

3. Молярные массы

   Молярная масса MnO₂ = 54,9 (Mn) + 2 × 16 (O) = 86,9 г/моль. Молярная масса HCl = 1 (H) + 35,5 (Cl) = 36,5 г/моль.

4. Расчет количества вещества

   Количество вещества MnO₂ = масса MnO₂ / молярная масса MnO₂. Количество вещества HCl = масса HCl / молярная масса HCl.

5. Определение ограничивающего реагента

   Исходя из уравнения реакции, 1 моль MnO₂ реагирует с 4 молями HCl. Нужно определить, какой реагент в избытке, а какой ограничивает реакцию.

6. Расчет объема выделяющегося хлора

   Исходя из уравнения реакции, 1 моль MnO₂ приводит к образованию 1 моль Cl₂. Объем одного моля газа при нормальных условиях (0 °C, 1 атм) равен 22,4 л. Следовательно, объем Cl₂ = количество вещества Cl₂ × 22,4 л/моль.

7. Реакция гидроксида калия с хлором

   Реакция хлора с гидроксидом калия (KOH) приводит к образованию гипохлорита калия (KClO), хлорида калия (KCl) и воды. Уравнение реакции:

   $2KOH + Cl_2 → KCl + KClO + H_2O$

   Количество вещества KOH, необходимое для реакции, в два раза больше количества Cl₂. Молярная масса KOH = 39 (K) + 16 (O) + 1 (H) = 56 г/моль. Масса KOH = количество вещества KOH × молярная масса KOH.

Давайте теперь выполним эти расчеты.

Ограничивающим реагентом в данной реакции является оксид марганца(IV) (MnO₂). Объем хлора (Cl₂), который выделится в результате реакции, составляет приблизительно 13,46 литров (при нормальных условиях).

Для взаимодействия с этим объемом хлора потребуется примерно 67,28 граммов гидроксида калия (KOH) в холодном растворе. Это учитывает реакцию 2 моль KOH на 1 моль Cl₂, исходя из стехиометрии химической реакции между KOH и Cl₂. ​​