При нагревании перманганат калия разлагается:
0,06 t 0,03 0,03 0,03
2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2↑
Масса смеси уменьшается за счет выделившегося кислорода: v(О2) = m/ М = (22,12-21,16) / 32 = 0,03 моль. В результате реакции также образовались 0,03 моль К2МnО4, 0,03 моль МnО2 и израсходовано 0,06 моль КМnО4. Перманганат калия разложился не весь. После реакции он остался в смеси в количестве v(КMnО4) = 22,12/158 — 0,06 = 0,08 моль.
Все три вещества, находящиеся в конечной смеси (КМnО4, К2МnО4, МnО2), — сильные окислители и при нагревании окисляют соляную кислоту до хлора:
0,08 0,64 0,2
2KMnO4 + 16HCl = 5Cl2↑ + 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O
0,03 0,24 0,06
K2MnO4 + 8HCl = 2Cl2↑ + 2KCl + MnCl2 + 4H2O
0,03 0,12 0,03
MnO2 + 4HCl = Cl2↑ + MnCl2 + 2H2O
Общее количество хлора, который выделился в этих трех реакциях, равно: v(Сl2) = (0,08.5/2) + (0,03.2) + 0,03 = 0,29 моль, а объем составляет V(Сl2) = 0,29.22,4 = 6,50 л.
Количество израсходованного хлороводорода равно: v(НСl) = (0,08.16/2) + (0,03.8) + (0,03.4) = 0,96 моль,
m(НСl) = v.M = 0,96.36,5 = 35,04 г,
m(р-ра НСl) = m(НСl)/ω(НСl) = 35,04/0,365 = 96,0 г,
V(р-ра НСl) = т/ρ= 96,0/1,18 = 81,4 мл.
Ответ. V(Сl2) = 6,50 л, V(р-ра НСl) = 81,4 мл.