Химия 9 класс Габриелян, Остроумов, Сладков, § 11, упражнение 7

Задача 1

Условие (кратко)

Какой объём хлора (н. у.) можно получить из 100 мл 25%-ной соляной кислоты (ρ = 1,12 г/мл) действием KMnO₄ и действием MnO₂? Совпадут ли объёмы?

Решение

Дано

$V_{\text{р-ра}} = 100$ мл
$\rho = 1{,}12$ г/мл
$w(\mathrm{HCl}) = 25\%$

Найти

$V_1(\mathrm{Cl_2})$
$V_2(\mathrm{Cl_2})$

Масса раствора $m = 100 \cdot 1{,}12 = 112$ г, масса хлороводорода $m(\mathrm{HCl}) = 112 \cdot 0{,}25 = 28$ г.

$n(\mathrm{HCl}) = \dfrac{28}{36{,}5} = 0{,}767$ моль.

С перманганатом калия:

\mathrm{16HCl + 2KMnO_4 \rightarrow 2MnCl_2 + 2KCl + 5Cl_2\uparrow + 8H_2O}

n(\mathrm{Cl_2}) = \dfrac{5}{16} \cdot 0{,}767 = 0{,}240

моль,

V = 0{,}240 \cdot 22{,}4 = 5{,}37

л.

С оксидом марганца(IV):

\mathrm{4HCl + MnO_2 \rightarrow MnCl_2 + Cl_2\uparrow + 2H_2O}

n(\mathrm{Cl_2}) = \dfrac{1}{4} \cdot 0{,}767 = 0{,}192

моль,

V = 0{,}192 \cdot 22{,}4 = 4{,}30

л.

Объёмы не совпали. В обоих случаях только часть хлороводорода окисляется до хлора, остальной идёт на образование солей и воды. С $\mathrm{KMnO_4}$ в хлор переходят 10 из 16 атомов хлора (5/8), с $\mathrm{MnO_2}$ — 2 из 4 (1/2), поэтому перманганат даёт больше хлора.

Ответ

5,37 л (с KMnO₄) и 4,30 л (с MnO₂); не совпадают

Почему так

Объём хлора считают по количеству HCl и коэффициентам уравнений, а в разных реакциях в хлор переходит разная доля хлороводорода.

Подробнее — в теме «Галогены — элементы VIIA-группы».

Условия задач приведены кратким пересказом. Полный текст — в учебнике «Химия. 9 класс» (О. С. Габриелян, И. Г. Остроумов, С. А. Сладков; Просвещение, 2023, 2024).

Упражнение 7 к § 11

Задача 1

Похожие задачи для тренировки