Дано:
Объем раствора HCl = 75 мл = 75 × 10^-3 л
Массовая доля HCl (w) = 36% = 0.36
Плотность раствора HCl = 1.19 г/мл = 1.19 × 10^3 г/л
Найти:
Объем хлора (Cl2), который можно получить.
Решение:
1. Найдем массу раствора HCl:
Масса раствора = объем раствора × плотность раствора
Масса раствора = 75 × 10^-3 л × 1.19 × 10^3 г/л = 89.25 г
2. Найдем массу HCl в растворе:
Масса HCl = масса раствора × массовая доля HCl
Масса HCl = 89.25 г × 0.36 = 32.13 г
3. Определим количество моль HCl:
Молекулярная масса HCl = масса H + масса Cl
Масса H = 1 г/моль
Масса Cl = 35.5 г/моль
Молекулярная масса HCl = 1 + 35.5 = 36.5 г/моль
Количество моль HCl = масса HCl / молекулярная масса HCl
Количество моль HCl = 32.13 г / 36.5 г/моль = 0.88 моль
4. Уравнение реакции между диоксидом марганца (MnO2) и соляной кислотой:
MnO2 + 4 HCl → MnCl2 + Cl2 + 2 H2O
Из уравнения видно, что 4 моль HCl дают 1 моль Cl2. Следовательно, количество моль Cl2 будет равно количеству моль HCl, деленному на 4:
Количество моль Cl2 = 0.88 моль / 4 = 0.22 моль
5. Найдем массу Cl2:
Молекулярная масса Cl2 = 2 × масса Cl = 2 × 35.5 = 71 г/моль
Масса Cl2 = количество моль Cl2 × молекулярная масса Cl2
Масса Cl2 = 0.22 моль × 71 г/моль = 15.62 г
6. Найдем объем Cl2:
Плотность Cl2 = 3.1 г/мл = 3.1 × 10^3 г/л
Объем Cl2 = масса Cl2 / плотность Cl2
Объем Cl2 = 15.62 г / 3.1 × 10^3 г/л = 0.00504 л = 5.04 мл
Ответ:
Объем хлора, который можно получить, составляет примерно 5.04 мл.