Дано: Vпракт.(Cl2)=100 л, ωвых.(Cl2)=95%
Найти: m(MnO2)-?, n(HCl)-?
Решение
1-й способ
1. Вычисляем возможный теоретический объём хлора:
Vтеор.(Cl2)=Vпракт.(Cl2):ωвых.(Cl2)•100%=100 л: 95%•100%=105,26 л
2. Рассчитываем количество вещества хлора объёмом 105,26 л по формуле: n=V/VM, где VM ― молярный объём.
n(Cl2)=m(Cl2)/M(Cl2)=105,26 л : 22,4 л/моль=4,7 моль
3. Составляем уравнение реакции:
MnO2 + 4HCl = MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
По уравнению реакции n(MnO2):n(HCl):n(Cl2)=1:4:1, поэтому:
n(MnO2)=n(Cl2)=4,7 моль
n(HCl)=4•n(Cl2)=4•4,7 моль=18,8 моль
4. Вычисляем массу оксида марганца (IV) количеством вещества 4,7 моль по формуле: m=n•M, где M ― молярная масса.
M(MnO2)=87 г/моль
m(MnO2)=n(MnO2)•M(MnO2)=4,7 моль • 87 г/моль=408,82 г
2-й способ
1. Вычисляем возможный теоретический объём хлора:
Vтеор.(Cl2)=Vпракт.(Cl2):ωвых.(Cl2)•100%=100 л: 95%•100%=105,26 л
1. Составляем химическое уравнение:
х г у моль 105,26 л
MnO2 + 4HCl = MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
87 г 4 моль 22,4 л
Над формулами соединений MnO2, HCl и Cl2 записываем неизвестные массу оксида марганца (IV) и количество вещества хлороводорода (х г и у моль соответственно) и вычисленный объём хлора (105,26 л), а под формулами соединений ― массу и объём количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении. При н.у. любой газ занимает объём 22,4 л.
M(MnO2)=87 г/моль, масса 1 моль=87 г.
2. Массу оксида марганца (IV) рассчитываем с помощью пропорции:
х г / 87 г = 105,26 л / 22,4 л, отсюда
х=m(MnO2)=87 г • 105,26 л : 22,4 л=408,82 г
3. Количество вещества хлороводорода рассчитываем с помощью пропорции:
105,26 л / 22,4 л = у моль / 4 моль, отсюда
х=n(HCl)=4 моль • 105,26 л : 22,4 л =18,8 моль
Ответ: 18,8 моль хлороводорода и 408,82 г оксида марганца (IV).