证明MnO2不能使稀盐酸(0.01mol· L -1)放出Cl2而能使浓盐酸(10mol L -1)放出CI2。通过计算电势说明
时间: 2024-01-16 16:05:30 浏览: 218
根据化学反应式:MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O
这个反应是一个还原反应,其中MnO2被还原成了MnCl2,Cl2被氧化成了Cl-离子。根据Nernst方程,反应的电势可以表示为:
E = E° - RT / nF lnQ
其中,E°为标准电势,R为气体常数,T为温度,n为电子数,F为法拉第常数,Q为反应物和生成物的浓度比值。
对于0.01mol L-1的稀盐酸,Cl2的生成速度非常缓慢,导致反应达不到可观测的程度。而对于10mol L-1的浓盐酸,Cl2的生成速度非常快,反应可以达到可观测的程度。
根据Nernst方程,当Q值越小,即反应物浓度越小,电势越小,反之电势越大。因为0.01mol L-1的稀盐酸的Cl-离子浓度较低,所以Q值较小,电势较小,反应难以进行。而10mol L-1的浓盐酸的Cl-离子浓度较高,所以Q值较大,电势较大,反应能够进行。
因此,MnO2不能使稀盐酸(0.01mol L-1)放出Cl2而能使浓盐酸(10mol L-1)放出Cl2。
相关问题
证明MnO2不能使稀盐酸(0.01mol· L -1)放出Cl2而能使浓盐酸(10mol L -1)放出CI2。
这是化学类问题。根据化学反应原理,MnO2和盐酸反应可以放出氯气,反应方程式为:
MnO2 + 4HCl → MnCl2 + 2H2O + Cl2
但是,反应速率受到影响。浓盐酸中的氢离子浓度更高,可以加速反应速率,使得反应能够快速进行,产生氯气。而稀盐酸中的氢离子浓度较低,反应速率较慢,无法使MnO2放出足够的氯气。因此,MnO2不能使稀盐酸(0.01mol· L -1)放出Cl2而能使浓盐酸(10mol L -1)放出CI2。
证明MnO2不能使稀盐酸(0.01mol· L -1)放出Cl2而能使浓盐酸(10mol L -1)放出CI2。通过计算电势说明,有详细解答过程与数据
MnO₂在酸性溶液中可以被还原成Mn²⁺离子,反应式为:
MnO₂ + 4H⁺ + 2e⁻ → Mn²⁺ + 2H₂O
而Cl₂的生成需要还原剂的存在,反应式为:
2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻
因此,只有当反应体系中存在强还原剂时,才能放出Cl₂。
现在考虑稀盐酸和浓盐酸对反应的影响。根据奈斯特方程,电势E与反应物浓度的对数呈线性关系,即:
E = E° - (RT/nF)lnQ
其中E°是标准电势,R是气体常数,T是温度,n是反应物电子数,F是法拉第常数,Q是反应物浓度的乘积,ln是自然对数。
对于MnO₂的还原反应,Q的值与H⁺的浓度有关,而H⁺的浓度在稀盐酸和浓盐酸中相差很大,因此两种酸对电势的影响也不同。
以25℃为例,MnO₂在稀盐酸中的电势为:
E = 1.23 - (0.0257/2)ln(0.01/1) = 1.23V
而在浓盐酸中的电势为:
E = 1.23 - (0.0257/2)ln(10/1) = 0.96V
可以看出,稀盐酸中的电势更高,因此无法使MnO₂还原,也就不能放出Cl₂。而浓盐酸中的电势更低,可以使MnO₂还原,从而放出Cl₂。
综上所述,MnO₂不能使稀盐酸放出Cl₂而能使浓盐酸放出Cl₂。
阅读全文