Question

14．含雜質10%的MnO₂  9.67g跟過量的12mol•L^-1濃酸鹽80mL充分反應，在標準狀況下，能收集到Cl₂多少升？將剩余物加水稀釋到100mL，則氯離子的物質的量濃度為多少？（假設反應中沒有HCl損失）

Answer 1

分析 求出二氧化錳的質量和物質的量，然后根據反應MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O來計算生成的氯氣的物質的量；反應后溶液中氯離子的物質的量=鹽酸中氯離子的物質的量-氯氣的物質的量×2，然后根據溶液稀釋定律來計算．

解答 解：含雜質10%的9.67gMnO₂ 的質量m=9.67g×90%=8.703g，故物質的量n=$\frac{8.703g}{87g/mol}$=0.1mol．設生成的氯氣的物質的量為xmol，根據反應可知：
MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O
1                                                  1
0.1mol                                          xmol
故有：$\frac{1}{0.1mol}=\frac{1}{xmol}$
解得x=0.1mol
在標況下的體積V=nVm=0.1mol×22.4L/mol=2.24L．
反應后溶液中氯離子的物質的量n=鹽酸中氯離子的物質的量-氯氣的物質的量×2=12mol/L×0.08L-0.1mol×2=0.96mol-0.2mol=0.76mol，由于稀釋后溶液體積為100mL，故溶液中氯離子的物質的量濃度c=$\frac{0.76mol}{0.1L}$=7.6mol/L．
答：生成的氯氣在標況下的體積為2.24L，所得溶液稀釋后氯離子的濃度為7.6mol/L．

點評 本題考查了根據化學方程式進行的有關計算，難度不大，注意氯離子濃度計算時簡便方法的運用．