Масса иода при взаимодействии хлора с иодидом калия
Хлор, полученный при взаимодействии 96,86 мл 38%-ной соляной кислоты (ρ = 1,19 г/мл) и 39,5 г перманганата калия, пропустили через избыток раствора иодида калия. Какая масса иода выделится при этом?
Дано
`V(text{р-ра } HCl) = 96.86 text{ мл}`
`ω(HCl) = 38%`
`ρ(text{р-ра } HCl) = 1.19 text{ г/мл}`
`m(KMnO_4) = 39.5 text{ г}`
Найти
`m(I_2) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнения реакций:
`2KMnO_4 + 16HCl = 2KCl + 2MnCl_2 + 5Cl_2 text{↑} + 8H_2O`
`Cl_2 + 2KI = 2KCl + I_2`
Найдём массу раствора соляной кислоты:
`m(text{р-ра } HCl) = ρ(text{р-ра } HCl)*V(text{р-ра } HCl) = 1.19*96.86 = 115.3 text{ г}`
Найдём массу хлороводорода в растворе:
`m(HCl) = (ω(HCl)*m(text{р-ра } HCl))/100 = (38*115.3)/100 = 43.81 text{ г}`
Найдём количества веществ реагентов:
`n(HCl) = (m(HCl))/(M(HCl)) = 43.81/36.5 = 1.2 text{ моль}`
`n(KMnO_4) = (m(KMnO_4))/(M(KMnO_4)) = 39.5/158 = 0.25 text{ моль}`
По уравнению реакции на 2 моль KMnO₄ требуется 16 моль HCl, то есть на 0.25 моль KMnO₄ нужно 2 моль HCl. У нас имеется 1.2 моль HCl, что меньше требуемого. Следовательно, соляная кислота в недостатке, расчёт ведём по ней.
Согласно первому уравнению реакции, количество вещества хлора:
`n(Cl_2) = (5*n(HCl))/16 = (5*1.2)/16 = 0.375 text{ моль}`
Согласно второму уравнению реакции, количество вещества иода равно количеству вещества хлора:
`n(I_2) = n(Cl_2) = 0.375 text{ моль}`
Найдём массу выделившегося иода:
`m(I_2) = n(I_2)*M(I_2) = 0.375*254 = 95.25 text{ г}`
Ответ
`m(I_2) = 95.25 text{ г}`