Question

14．含杂质10%的MnO₂  9.67g跟过量的12mol•L^-1浓酸盐80mL充分反应，在标准状况下，能收集到Cl₂多少升？将剩余物加水稀释到100mL，则氯离子的物质的量浓度为多少？（假设反应中没有HCl损失）

Answer 1

分析 求出二氧化锰的质量和物质的量，然后根据反应MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O来计算生成的氯气的物质的量；反应后溶液中氯离子的物质的量=盐酸中氯离子的物质的量-氯气的物质的量×2，然后根据溶液稀释定律来计算．

解答 解：含杂质10%的9.67gMnO₂ 的质量m=9.67g×90%=8.703g，故物质的量n=$\frac{8.703g}{87g/mol}$=0.1mol．设生成的氯气的物质的量为xmol，根据反应可知：
MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O
1                                                  1
0.1mol                                          xmol
故有：$\frac{1}{0.1mol}=\frac{1}{xmol}$
解得x=0.1mol
在标况下的体积V=nVm=0.1mol×22.4L/mol=2.24L．
反应后溶液中氯离子的物质的量n=盐酸中氯离子的物质的量-氯气的物质的量×2=12mol/L×0.08L-0.1mol×2=0.96mol-0.2mol=0.76mol，由于稀释后溶液体积为100mL，故溶液中氯离子的物质的量浓度c=$\frac{0.76mol}{0.1L}$=7.6mol/L．
答：生成的氯气在标况下的体积为2.24L，所得溶液稀释后氯离子的浓度为7.6mol/L．

点评 本题考查了根据化学方程式进行的有关计算，难度不大，注意氯离子浓度计算时简便方法的运用．