2. Раствор соляной кислоты массой 29,2 г и с массовой долей НСl 5% добавили к избытку сульфита магния. Вычислите объем выделившегося газа (н. у.).
Чтобы решить задачу, начнём с определения, сколько вещества соляной кислоты (HCl) содержится в растворе, а затем найдем объем выделившегося газа (водорода, H₂) в результате реакции с сульфитом магния (MgSO₃).
Определяем массу HCl в растворе: \[ \text{масса HCl} = \text{масса раствора} \times \text{массовая доля HCl} = 29,2 \, \text{г} \times 0,05 = 1,46 \, \text{г} \]
Находим количество вещества HCl: Молярная масса HCl = 1 + 35,5 = 36,5 г/моль. \[ n_{\text{HCl}} = \frac{\text{масса HCl}}{\text{молярная масса HCl}} = \frac{1,46 \, \text{г}}{36,5 \, \text{г/моль}} \approx 0,04 \, \text{моль} \]
Записываем уравнение реакции между HCl и сульфитом магния: \[ \text{MgSO}_3 + 2\text{HCl} \rightarrow \text{MgCl}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{SO}_2 \uparrow \]
Из уравнения видно, что 2 моля HCl реагируют с 1 молью MgSO₃, при этом выделяется 1 моль газа \( \text{SO}_2 \).
Определяем количество выделившегося газа: По уравнению реакции, на 2 моль HCl будет выделяться 1 моль \( \text{SO}_2 \). \[ n_{\text{gas}} = \frac{n_{\text{HCl}}}{2} = \frac{0,04 \, \text{моль}}{2} = 0,02 \, \text{моль} \]
Находим объем выделившегося газа при н.у.: При нормальных условиях (н. у.) 1 моль газа занимает 22,4 л. \[ V_{\text{gas}} = n_{\text{gas}} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 0,02 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 0,448 \, \text{л} \]
Итак, объем выделившегося газа (SO₂) составит примерно 0,448 л.
