Номер 6, страница 53 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 3. Галогены. Параграф 13. Хлор. Подумай, ответь, выполни... - номер 6, страница 53.

Условие.

6. Рассчитайте объем (н. у.), массу и количество вещества хлора, выделившегося при взаимодействии оксида марганца(IV) $MnO_2$ массой 17,4 г с соляной кислотой, взятой в избытке.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(MnO_2) = 17,4$ г

Соляная кислота ($HCl$) взята в избытке.

Перевод в СИ:

$m(MnO_2) = 17,4 \text{ г} = 0,0174 \text{ кг}$

Найти:

$V(Cl_2)$ (н. у.) - ?

$m(Cl_2)$ - ?

$n(Cl_2)$ - ?

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции взаимодействия оксида марганца(IV) с соляной кислотой:

$MnO_2 + 4HCl \rightarrow MnCl_2 + Cl_2\uparrow + 2H_2O$

2. Рассчитаем молярную массу оксида марганца(IV), используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы Д. И. Менделеева:

$M(MnO_2) = Ar(Mn) + 2 \cdot Ar(O) = 55 + 2 \cdot 16 = 87$ г/моль

3. Найдем количество вещества ($n$) оксида марганца(IV). Поскольку соляная кислота дана в избытке, $MnO_2$ является лимитирующим реагентом, и все дальнейшие расчеты ведутся по нему.

$n(MnO_2) = \frac{m(MnO_2)}{M(MnO_2)} = \frac{17,4 \text{ г}}{87 \text{ г/моль}} = 0,2$ моль

4. По уравнению реакции определим искомые величины для выделившегося хлора ($Cl_2$).

Количество вещества хлора

Из уравнения реакции следует, что стехиометрическое соотношение между $MnO_2$ и $Cl_2$ составляет 1:1. Это означает, что количество вещества образовавшегося хлора равно количеству вещества прореагировавшего оксида марганца(IV).

$n(Cl_2) = n(MnO_2) = 0,2$ моль

Ответ: количество вещества хлора равно 0,2 моль.

Масса хлора

Для расчета массы хлора сначала найдем его молярную массу:

$M(Cl_2) = 2 \cdot Ar(Cl) = 2 \cdot 35,5 = 71$ г/моль

Теперь, зная количество вещества и молярную массу, можем рассчитать массу хлора:

$m(Cl_2) = n(Cl_2) \cdot M(Cl_2) = 0,2 \text{ моль} \cdot 71 \text{ г/моль} = 14,2$ г

Ответ: масса хлора равна 14,2 г.

Объём хлора (н. у.)

Объём газа при нормальных условиях (н. у.) рассчитывается по формуле $V = n \cdot V_m$, где $V_m$ — молярный объём газа, который при н. у. равен 22,4 л/моль.

$V(Cl_2) = n(Cl_2) \cdot V_m = 0,2 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 4,48$ л

Ответ: объём хлора (н. у.) равен 4,48 л.