Đun nóng 48,2 gam hỗn hợp X gồm KMnO4 và KClO3, sau một thời gian thu được 43,4 gam hỗn hợp chất rắn Y gồm 6 chất . Cho Y tác dụng hoàn toàn với dung dịch HCl đặc, sau phản ứng thu được 15,12 lít Cl2 (đktc) và dung dịch gồm MnCl2, KCl và HCl dư.Biết lượng HCl được lấy dư 5% so với lượng phản ứng.Tính số mol HCl ban đầu?

Đáp án:

 $n_{HCl}=1,89$ mol

Giải thích các bước giải:

 $X → Y + O_2$

Bảo toàn khối lượng: $m_{O_2}=m_X-m_Y=48,2-43,4=4,8$ gam

                               -> $n_{O_2}=\frac{4,8}{32}=0,1$ mol

$n_{Cl_2\text{ do Y tạo ra}}=0,675 $mol

Gọi số mol $KMnO_4$ là a; $KClO_3$ là b

-> 158a+122,5b=48,2 (1)

Quá trình nhận e:

$Mn^{+7} +5e → Mn^{+2}$

$Cl^{+5} +6e → Cl^-$

Quá trình cho e:

$2Cl^{-} → Cl^{2} + 2e$

$2O^{2-} +4e → O_2$

Bảo toàn e toàn quá trình: 5a+6b=0,675.2+0,15.4 (2)

Từ (1) và (2) suy ra: a=0,15; b=0,2

Bảo toàn nguyên tố K: $n_{KCl}=n_{KMnO_4} +n_{KClO_3}=0,35$ mol

Bảo toàn nguyên tố Mn: $n_{MnCl_2}=n_{KMnO_4}=0,15$ mol

Bảo toàn nguyên tố Cl:

$n_{HCl \text{ phản ứng}}=2n_{MnCl_2} + n_{KCl} +2n_{Cl_2} -n_{KClO_3}=1,8 $mol

Vì HCl dư 5% so với lượng phản ứng

-> $n_{HCl\text{ tham gia}}=1,8.105%=1,89$ mol