. Вычислите объём водорода (н. у.), образующегося при взаимо- действии 72 г магния с разбавленной серной кислотой. 10. К раствору карбоната натрия прилили 107,5 см³ раствора (р =…
. Вычислите объём водорода (н. у.), образующегося при взаимо- действии 72 г магния с разбавленной серной кислотой. 10. К раствору карбоната натрия прилили 107,5 см³ раствора (р = 1,14 г/см³) с массовой долей серной кислоты 20%. Вы- числите объём (н. у.) выделившегося газа.
Давайте разберёмся с обеими задачами по порядку.
- Объём водорода, образующегося при взаимодействии 72 г магния с разбавленной серной кислотой.
Для начала запишем уравнение реакции между магнием (Mg) и серной кислотой (H₂SO₄):
\[ \text{Mg} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{MgSO}_4 + \text{H}_2 \uparrow \]
Из уравнения видно, что 1 моль магния реагирует с 1 моль серной кислоты, образуя 1 моль водорода.
Теперь найдем количество молей магния в 72 г:
- Молярная масса магния (Mg) составляет примерно 24 г/моль.
- Количество молей магния:
\[ n(\text{Mg}) = \frac{m}{M} = \frac{72 \, \text{г}}{24 \, \text{г/моль}} = 3 \, \text{моль} \]
Следовательно, в реакции образуется 3 моля водорода (H₂).
Для нахождения объёма водорода при н.у. (нормальных условиях), где 1 моль газа занимает 22,4 л:
\[ V(\text{H}_2) = n(\text{H}_2) \cdot V_m = 3 \, \text{моль} \cdot 22.4 \, \text{л/моль} = 67.2 \, \text{л} \]
Таким образом, объём выделившегося водорода составит 67.2 литра.
- Объём газа, выделившегося при добавлении 107,5 см³ раствора карбоната натрия и серной кислоты с массовой долей 20%.
Сначала найдем массу серной кислоты в данном растворе. Для этого используем плотность раствора:
- Плотность раствора (ρ) = 1,14 г/см³
- Объём раствора (V) = 107,5 см³
Масса раствора:
\[ m = V \cdot \rho = 107.5 \, \text{см}^3 \cdot 1.14 \, \text{г/см}^3 = 122.55 \, \text{г} \]
Теперь вычислим массу серной кислоты, учитывая, что массовая доля H₂SO₄ составляет 20%:
\[ m(\text{H}_2\text{SO}_4) = 0.2 \cdot m = 0.2 \cdot 122.55 \, \text{г} = 24.51 \, \text{г} \]
Следующий шаг – определим количество молей серной кислоты, используя её молярную массу (M ≈ 98 г/моль):
\[ n(\text{H}_2\text{SO}_4) = \frac{m}{M} = \frac{24.51 \, \text{г}}{98 \, \text{г/моль}} \approx 0.25 \, \text{моль} \]
Теперь запишем уравнение реакции между карбонатом натрия (Na₂CO₃) и серной кислотой:
\[ \text{Na}_2\text{CO}_3 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \uparrow \]
Из уравнения видно, что 1 моль серной кислоты реагирует с 1 моль карбоната натрия, выделяя 1 моль углекислого газа (CO₂). Так как количество моль серной кислоты примерно 0.25 моль, следовательно, образуется 0.25 моль углекислого газа.
Теперь находим объём выделившегося CO₂ при н.у.:
\[ V(\text{CO}_2) = n(\text{CO}_2) \cdot V_m = 0.25 \, \text{моль} \cdot 22.4 \, \text{л/моль} = 5.6 \, \text{л} \]
Таким образом, объём выделившегося углекислого газа составит 5.6 литра.
