Французский химик К. Шееле получил хлор по реакции
оксида марганца (IV) с соляной кислотой. В результате этои
реакции образуются также хлорид марганца (II) и вода. Со
ставьте уравнение этой реакции, рассмотрите окислитель-
но-восстановительные процессы и рассчитайте массу окси-
да марганца (IV) и количество хлороводорода, необходи-
мых для получения 100 л хлора (н. у.), если выход его
составляет 95% от теоретически возможного.​

Рассмотрим данную химическую реакцию:

MnO2 + 4HCl -> MnCl2 + Cl2 + 2H2O

Для того чтобы составить уравнение этой реакции, мы должны знать валентность элементов, их ионы и изучить правила названия химических соединений. Наличие этой информации позволяет правильно составить реакцию.

Окислительно-восстановительные процессы явно видны в данной реакции. В оксиде марганца (IV) марганц имеет валентность +4, а в хлориде марганца (II) - +2. Следовательно, марганц окисляется (его валентность увеличивается), а хлор претерпевает восстановление (его валентность уменьшается).

Теперь давайте рассчитаем массу оксида марганца (IV). Для этого мы можем использовать формулу:

Масса = Молярная масса × количество вещества

Молярная масса оксида марганца (IV) MnO2:
М(Mn) = 55 г/моль
М(O) = 2 × 16 = 32 г/моль
Масса оксида марганца (IV) = Масса(Mn) + Масса(O) × 2

Масса оксида марганца (IV) = 55 + (32 × 2) = 119 г/моль

Далее, для получения 100 л хлора (н. у.) мы можем использовать уравнение:

1 моль Cl2 ↔ 22,4 л
x моль Cl2 ↔ 100 л

Таким образом, x = 100/22,4 = 4,46 моль

Теоретически возможное количество хлорида марганца (II) можно вычислить по уравнению:

1 моль Cl2 ↔ 1 моль MnCl2
4,46 моль Cl2 ↔ y моль MnCl2

Таким образом, y = 4,46 моль

Теперь мы можем рассчитать массу хлороформа (Cl2) по формуле:

Масса = Молярная масса × количество вещества

Молярная масса хлора (Cl2) = 2 × 35,5 = 71 г/моль

Масса хлора (Cl2) = Масса(Cl) × 2

Масса хлора (Cl2) = 71 × 2 = 142 г/моль

Теоретически возможная масса хлора (Cl2) = Масса(Cl2) × количество вещества

Теоретически возможная масса хлора (Cl2) = 142 × 4,46 = 633,32 г/моль

Так как выход хлора составляет 95% от теоретически возможного, рассчитаем фактическую массу хлора:

Фактическая масса хлора (Cl2) = Теоретически возможная масса хлора (Cl2) × 0,95

Фактическая масса хлора (Cl2) = 633,32 × 0,95 = 601,65 г/моль

Таким образом, масса оксида марганца (IV) составляет 119 г/моль, а масса хлора (Cl2) для получения 100 л хлора (н. у.) при выходе в 95% составляет 601,65 г/моль.