дано:
- масса оксида марганца (MnO2) = 17,4 г
- масса хлорида железа (III) (FeCl3) = 14,625 г
- выход FeCl3 = 75%
найти:
- выход хлора (Cl2) в первой реакции
решение:
1. Найдем количество молей FeCl3, используя его массу:
Молекулярная масса FeCl3 = 55,85 + (3 × 35,5) = 162,35 г/моль
Количество молей FeCl3 = 14,625 г / 162,35 г/моль = 0,09 моль
2. Определим теоретическую массу FeCl3 при 100% выходе:
Учитывая, что выход FeCl3 = 75%, теоретическая масса FeCl3 = 14,625 г / 0,75 = 19,5 г
3. Найдем количество молей FeCl3 в теоретическом выходе:
Количество молей FeCl3 при 100% выходе = 19,5 г / 162,35 г/моль = 0,12 моль
4. Определим количество молей Cl2, необходимое для получения 0,12 моль FeCl3:
Реакция: 2 Fe + 3 Cl2 → 2 FeCl3
3 моль Cl2 дают 2 моль FeCl3, следовательно:
0,12 моль FeCl3 требуют (0,12 моль × 3 / 2) = 0,18 моль Cl2
5. Найдем массу оксида марганца (IV), который реагировал с соляной кислотой, чтобы получить такое количество Cl2:
Реакция: MnO2 + 4 HCl → MnCl2 + Cl2 + 2 H2O
1 моль MnO2 дает 1 моль Cl2, следовательно:
0,18 моль Cl2 требует 0,18 моль MnO2.
Молекулярная масса MnO2 = 54,94 + (2 × 16) = 86,94 г/моль
Масса MnO2 = 0,18 моль × 86,94 г/моль = 15,67 г
6. Учитывая, что масса MnO2, которая была на самом деле = 17,4 г, вычислим фактический выход Cl2:
Реакция действительно может произойти из большего количества MnO2, поэтому фактический выход Cl2 = 15,67 г / 17,4 г = 0,90 или 90%.
ответ:
- Выход хлора в первой реакции составляет 90%.