Оксид марганца (IV) массой 39,15 г обработали 400 мл 35%-ной соляной кислоты (плотность 1,17 г/мл) при нагревании. Вычислите массу гидроксида кальция, который в холодном растворе полностью прореагирует с выделившимся газом.
m(MnO2) = 39,15 г
V(HCl)p-pa = 400 мл
w(HCl) = 35%
ρ(HCl) = 1,17 г/мл
MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O (1)
2Cl2 + 2Ca(OH)2(хол. ) = Ca(ClO)2 + CaCl2 + 2H2O (2)
Количество вещества оксида марганца (IV)
n(MnO2) = m(MnO2)/M(MnO2) = 39,15/87 = 0,45 моль
Масса раствора соляной кислоты HCl
m(HCl)p-pa = V(HCl)*ρ(HCl) = 400*1,17 = 468 г
Масса чистого вещества HCl в растворе
m(HCl) = [m(HCl)p-pa*w(HCl)]/100% = [468*35]/100 = 163,8 г
Количество вещества HCl в растворе
n(HCl) = m(HCl)/M(HCl) = 163,8/36,5 ≈ 4,5 моль
Для протекания реакции (1) HCl с оксидом марганца (IV) MnO2 необходимо, чтобы выполнялось условие
n(HCl) = 4n(MnO2)
Однако мы имеем
n(HCl) > 4n(MnO2)
Следовательно, соляная кислота взята в избытке, и расчет будем вести по оксиду марганца (IV) MnO2.
Согласно уравнению реакции (1) количество вещества выделившегося хлора
n(Cl2) = n(MnO2) = 0,45 моль
Тогда количество вещества гидроксида кальция, прореагировавшего по реакции (2)
n(Ca(OH)2) = n(Cl2) = 0,45 моль
Масса гидроксида кальция
m(Ca(OH)2) = n(Ca(OH)2)*M(Ca(OH)2) = 0,45*74 = 33,3 г
⇢