ГДЗ по Химии 9 Класс Глава 22 Вопрос 3 Рабочая Тетрадь Габриелян, Остроумов — Подробные Ответы

Французский химик К. Шееле получил хлор по реакции оксида марганца (IV) с соляной кислотой. В результате этой реакции образуются также хлорид марганца (II) и вода. Составьте уравнение этой реакции, рассмотрите окислительно-восстановительные процессы и рассчитайте массу оксида марганца (IV) и количество хлороводорода, необходимых для получения 100 л хлора (н. у.), если выход его составляет 95% от теоретически возможного.

Уравнение реакции оксида марганца (IV) с соляной кислотой:

MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

Окислительно-восстановительные процессы:

• Марганец в оксиде марганца (IV) восстанавливается с +4 до +2, что является процессом восстановления.
• Хлор в хлороводороде окисляется с -1 до 0, что является процессом окисления.

Теперь рассчитаем массу оксида марганца (IV) и количество хлороводорода, необходимых для получения 100 л хлора при выходе 95%.

1. Рассчитаем количество хлора (Cl₂) в моль:

Объем хлора (н. у.) = 100 л

Используя закон Авогадро, 1 моль газа занимает 22.4 л при н. у.

Количество моль Cl₂ = 100 л / 22.4 л/моль ≈ 4.464 моль

2. Учитывая выход 95%, найдем теоретическое количество Cl₂:

Теоретическое количество Cl₂ = 4.464 моль / 0.95 ≈ 4.696 моль

3. По уравнению реакции видно, что для получения 1 моль Cl₂ требуется 1 моль MnO₂:

Необходимое количество MnO₂ = 4.696 моль

4. Рассчитаем массу MnO₂: Молярная масса MnO₂ = 54.94 (Mn) + 2 * 16 (O) = 86.94 г/моль.

Масса MnO₂ = 4.696 моль * 86.94 г/моль ≈ 408.7 г

5. Рассчитаем количество HCl: По уравнению реакции для получения 1 моль Cl₂ требуется 4 моль HCl.

Необходимое количество HCl = 4 * 4.696 моль = 18.784 моль

6. Рассчитаем массу HCl: Молярная масса HCl ≈ 36.46 г/моль.

Масса HCl = 18.784 моль * 36.46 г/моль ≈ 685.5 г

Ответ:

• Необходимая масса оксида марганца (IV): примерно 408.7 г
• Необходимая масса хлороводорода: примерно 685.5 г

Французский химик К. Шееле получил хлор по реакции оксида марганца (IV) с соляной кислотой. Рассмотрим эту реакцию более подробно.

Уравнение реакции оксида марганца (IV) с соляной кислотой:

MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

В этой реакции оксид марганца (IV) реагирует с соляной кислотой, в результате чего образуются хлорид марганца (II), хлор и вода. При этом происходит как окислительно-восстановительный процесс.

Окислительно-восстановительные процессы:

• Марганец в оксиде марганца (IV) восстанавливается с валентности +4 до валентности +2, что является процессом восстановления.
• Хлор в хлороводороде окисляется с валентности -1 до 0, что является процессом окисления.

Теперь рассчитаем массу оксида марганца (IV) и количество хлороводорода, необходимых для получения 100 л хлора при выходе 95%.

1. Рассчитаем количество хлора (Cl₂) в моль:

Объем хлора (н. у.) = 100 л

Согласно закону Авогадро, 1 моль газа занимает 22.4 л при нормальных условиях (н. у.).

Количество моль Cl₂ = 100 л / 22.4 л/моль ≈ 4.464 моль.

2. Учитывая выход хлора 95%, мы можем рассчитать теоретически необходимое количество моль Cl₂:

Теоретическое количество моль Cl₂ = 4.464 моль / 0.95 ≈ 4.698 моль.

3. По уравнению реакции видно, что на 1 моль MnO₂ требуется 1 моль Cl₂. Следовательно, для получения 4.698 моль Cl₂ необходимо:

Количество MnO₂ = 4.698 моль.

4. Рассчитаем массу оксида марганца (IV):

Молярная масса MnO₂: 54.94 (Mn) + 2 × 16.00 (O) = 86.94 г/моль.

Масса MnO₂ = 4.698 моль × 86.94 г/моль ≈ 409.55 г.

5. Теперь рассчитаем количество хлороводорода (HCl), необходимое для реакции:

По уравнению реакции на 1 моль Cl₂ требуется 4 моль HCl. Следовательно, для получения 4.698 моль Cl₂:

Количество HCl = 4.698 моль × 4 = 18.792 моль.

6. Рассчитаем массу хлороводорода:

Молярная масса HCl: 1.01 (H) + 35.45 (Cl) = 36.46 г/моль.

Масса HCl = 18.792 моль × 36.46 г/моль ≈ 686.82 г.

В итоге, для получения 100 л хлора при выходе 95% необходимо:

• Масса оксида марганца (IV): примерно 409.55 г.
• Масса хлороводорода: примерно 686.82 г.