Question

（1）试判断反应：

            MnO₂(s) + 4HCl(aq)  MnCl₂(aq) + Cl₂(g) + 2H₂O(l)

在25℃时的标准状态下能否向右进行？

（2）实验室中为什么能用MnO₂(s)与浓HCl反应制取Cl₂(g)?

Answer 1

（1）查表可知：

MnO₂(s) + 4H⁺(aq) + 2e^－ Mn²⁺(aq) + 2H₂O(l)   E⁰ = 1.2293 V

Cl₂(g) + 2e^－  2Cl^－(aq)                      E⁰ = 1.360 V

=－=1.2293 V－1.360 V = 0.131 V＜0

所以在标准状态下，上述反应不能由左向右进行。

（2）在实验室中制取Cl₂(g) 时，用的是浓HCl（12 mol?L^－1）。根据Nernst方程式可分别计算上述两电对的电极电势，并假定c(Mn²⁺) =1.0 mol?L^－1，p (Cl₂) = 100 kPa。在浓HCl中，c (H⁺) = 12 mol?L^－1， c (Cl^－) = 12 mol?L^－1，则

=－

          = 1.2293 V－= 1.36 V

= －

=1.360 V －0.0592 V lg12 = 1.30 V 

                =－=1.36 V－1.30 V = 0.06 V＞0

因此，从热力学方面考虑，MnO₂可与浓HCl反应制取Cl₂。实际操作中，还采取加热的方法，以便能加快反应速率，并使Cl₂尽快逸出，以减少其压力。