Правильный ответ
[1] 2Mn(NO3)2 + 2H2O = 2Mn + 4HNO3 + O2 (электролиз)
[2] 2H2O = 2H2 + O2 (электролиз)
[3] 2H2 + O2 = 2H2O
[4] Mn + 2HCl = MnCl2 + H2
n(HCl) = 2n(Mn) = 2 · 0,7 = 1,4 моль
mв-ва(HCl) = n · M = 1,4 · 36,5 = 51,1г
mр-ра(HCl) = mв-ва(HCl) · ω : 100% = 51,1 · 10 : 100% = 511 г
Полное решение
- Запишем уравнения реакций
[1] 2Mn(NO3)2 + 2H2O = 2Mn + 4HNO3 + O2 (электролиз)
[2] 2H2O = 2H2 + O2 (электролиз)
[3] 2H2 + O2 = 2H2O
[4] Mn + 2HCl = MnCl2 + H2
- Вычислим количества исходных веществ
mисх.(Mn(NO3)2) = ω · mисх.р-ра = 0,18 · 895 = 161,1 г
mисх(H2O) = mисх.р-ра – mисх.(Mn(NO3)2) = 895 – 161,1 = 733,9 г
- Вычислим количество марганца выделившегося на катоде
Пусть n(H2O) = x моль, тогда:
n(Mn(NO3)2) = n(H2O) = n(Mn) = x моль, для реакции [1]
n1(O2) = 0,5x моль для реакции [1]
n(H2) = y моль, для реакции [2]
n2(O2) = 0,5y моль, для реакции [2]
m1(H2O) = 18x
m2(H2O) = 18y
m(Mn) = n · M = 55x г
m1(O2) = n · M = 0,5x · 32 = 16x г
m2(O2) = n · M = 0,5y · 32 = 16y г
m(H2) = n · M = 2y г
mкон(H2O) = mисх(H2O) – m1(H2O) – m2(H2O)
mкон(H2O) = 733,9 – 18x – 18y
mкон.р-ра = mисх.р-ра – m(Mn) – m1(O2) – m(H2) – m2(O2)
mкон.р-ра = 895 – 55x – 16x – 2y –16y
nобщ.газов исх. = n1(O2) + n2(O2) + n(H2) = 1,5y + 0,5x
nобщ.газов кон. = n1(O2) = 0,5x ⟹ из уравнения [3] n(O2) : n(H2) = 1 : 2
nобщ.газов исх : nобщ.газов кон. = 7 (объем газа уменьшился в 7 раз)
(1,5y + 0,5x) : 0,5x = 7 ⟹ 1,5y + 0,5x = 3,5x
ωкон.(H2O) = 0,8488 ⟹ составим систему:
733,9 – 18x – 18y = 0,8488 · (895 – 55x – 16x – 2y –16y)
1,5y + 0,5x = 3,5x
x= 0,7 моль ; y = 1,4 моль
- Вычислим массу раствора соляной кислоты
n(HCl) = 2n(Mn) = 2 · 0,7 = 1,4 моль
mв-ва(HCl) = n · M = 1,4 · 36,5 = 51,1г
mр-ра(HCl) = mв-ва(HCl) · ω : 100% = 51,1 · 10 : 100% = 511 г
