Химия

При нагревании перманганат калия разлагается:

$\overset{0,06}{2KMnO_{4}} \overset{t}{=} \overset{0,03}{K_{2}MnO_{4} } + \overset{0,03}{MnO_{2} } + \overset{0,03}{O_{2} } \uparrow$.

Масса смеси уменьшается за счет выделившегося кислорода: $\nu (O_{2}) = \frac{m}{M} = \frac{22,12-21,16}{32} = 0,03 моль$. В результате реакции также образовались 0,03 моль $K_{2}MnO_{4}$, 0,03 моль $MnO_{2}$ и израсходовано 0,06 моль $KMnO_{4}$. Перманганат калия разложился не весь. После реакции он остался в смеси в количестве $\nu (KMnO_{4}) = \frac{22,12}{158} - 0,06 = 0,08 моль$.

Все три вещества, находящиеся в конечной смеси ($KMnO_{4}, K_{2}MnO_{4}, MnO_{2}$), - сильные окислители и при нагревании окисляют соляную кислоту до хлора:

$\overset{0,08}{2KMnO_{4} } + \overset{0,64}{16HCl} = \overset{0,2}{5Cl_{2} } \uparrow + 2KCl + 2MnCl_{2} + 8H_{2}O$,
$\overset{0,03}{K_{2}MnO_{4} } + \overset{0,24}{8HCl} = \overset{0,06}{2Cl_{2} } \uparrow + 2KCl + MnCl_{2} + 4H_{2}O$,
$\overset{0,03}{MnO_{4}} + \overset{0,12}{4HCl} = \overset{0,03}{Cl_{2} } \uparrow + MnCl_{2} + 2H_{2}O$

Общее количество хлора, который выделился в этих трех реакциях, равно: $\nu (Cl_{2}) = \frac{0,08 \cdot 5}{2} + 0,03 \cdot 2 + 0,03 = 0,29 моль$, а объем составляет $\nu (Cl_{2}) = 0,29 \cdot 22,4 = 6,50 л$.

Количество израсходованного хлороводорода равно:

$\nu (HCl) = \frac{0,08 \cdot 16}{2} + 0,03 \cdot 8 + 0,03 \cdot 4 = 0,96 моль$,
$m(HCl) = \nu M = 0,96 \cdot 36,5 = 35,04 г$,
$m(р-ра HCl) = \frac{m(HCl)}{ \omega (HCl)} = \frac{35,04}{0,365} = 96,0 г$,
$V(р-ра HCl) = \frac{m}{ \rho } = \frac{96,0}{1,18} = 81,4 мл$.
Ответ. $V(Cl_{2}) = 6,50 л, V(р-ра HCl) = 81,4 мл$.