Question

將0.1 mol的MnO₂和40 mL 10 mol·L^－1的濃鹽酸混合后加熱，充分反應后，向所得溶液中加入足量的AgNO₃溶液。在此過程中：
(1)產生的Cl₂在標準狀況下的體積V(Cl₂)為______(填寫體積范圍)；
(2)產生的AgCl沉淀的物質的量為______ (假設鹽酸不揮發，且產生的Cl₂的物質的量為a mol)。

Answer 1

（1）0＜V(Cl₂)＜2.24 L　（2）(0.4－2a) mol

試題分析：（1）濃鹽酸的物質的量是0.04L×10mol/L＝0.4mol，根據方程式MnO₂＋4HCl(濃)MnCl₂＋2H₂O＋Cl₂↑可知，理論上恰好與0.1mol二氧化錳恰好反應生成0.1mol氯氣。但由于在反應過程中氯化氫被消耗以及揮發、溶劑水的增加均導致鹽酸的濃度降低，而二氧化錳不能氧化稀鹽酸，所以最終產生的氯氣體積范圍是0＜V(Cl₂)＜2.24 L。
（2）假設鹽酸不揮發，且產生的Cl₂的物質的量為a mol，則根據氯離子守恒可知，溶液中氯離子的物質的量＝0.4mol－amol×2＝(0.4－2a) mol。根據方程式Ag^＋＋Cl^－＝AgCl↓可知，生成氯化銀的物質的量＝(0.4－2a) mol。