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.
$MnO_{2} + 4HCl = MnCl_{2} + Cl_{2} + 2H_{2}O$
$Mn^{+4} + 2e = Mn^{+2}$ − окислитель
$2Cl^{-} - 2e = Cl_{2}^{0}$ − восстановитель
Дано:
$V_{практ}$ ($Cl_{2}$) = 100 л
η ($Cl_{2}$) = 95%
Найти:
m ($MnO_{2}$) − ?
n (HCl) − ?
Решение:
$MnO_{2} + 4HCl = MnCl_{2} + Cl_{2} + 2H_{2}O$
$V_{теор}$ ($Cl_{2}$) = $V_{практ}$ ($Cl_{2}$) : η ($Cl_{2}$) = 100 : 0,95 = 105,3 л
n ($Cl_{2}$) = $\frac{V}{V_{m}}$ = $\frac{105,3}{22,4}$ = 4,7 моль
n (HCl) = 4 * n ($Cl_{2}$) = 4 * 4,7 = 18,8 моль
n ($MnO_{2}$) = n ($Cl_{2}$) = 4,7 моль
m ($MnO_{2}$) = n * M = 4,7 * 87 = 409 г
Ответ: m ($MnO_{2}$) = 409 г; n (HCl) = 18,8 моль.
