Для решения задачи сначала запишем уравнение реакции разложения нитрата магния:
[ 2Mg(NO_3)_2 \rightarrow 2MgO + 4NO_2 + O_2 ]
Согласно этому уравнению, из 2 моль нитрата магния получается 4 моль оксида азота (IV) и 1 моль кислорода.
- Определим количество молей NO2, выделившихся в результате реакции:
Объем одного моля газа при нормальных условиях равен 22,4 л. У нас выделилось 17,92 л NO2.
Количество молей NO2 можно найти по формуле:
[
n(NO_2) = \frac{V}{V_{m}} = \frac{17,92 , \text{л}}{22,4 , \text{л/моль}} \approx 0,8 , \text{моль}
]
- Находим количество молей нитрата магния (Mg(NO3)2), необходимое для получения 0,8 моль NO2:
Согласно уравнению реакции, 4 моль NO2 образуются из 2 моль Mg(NO3)2. Получаем следующее соотношение:
[
\frac{2 , \text{моль} , Mg(NO_3)_2}{4 , \text{моль} , NO_2} = \frac{n(Mg(NO_3)_2}{0,8 , \text{моль} , NO_2}
]
Следовательно,
[
n(Mg(NO_3)_2) = \frac{2}{4} \cdot 0,8 \approx 0,4 , \text{моль}
]
- Теперь находим массу нитрата магния:
Молярная масса Mg(NO3)2:
- Молярная масса Mg = 24,3 г/моль
- Молярная масса N = 14 г/моль
- Молярная масса O = 16 г/моль
Считаем:
[
\text{M(Mg(NO_3)_2)} = 24,3 + 2 \cdot (14 + 3 \cdot 16) = 24,3 + 2 \cdot (14 + 48) = 24,3 + 124 = 148,3 , \text{г/моль}
]
Теперь можем найти массу:
[
m(Mg(NO_3)_2) = n(Mg(NO_3)_2) \cdot M(Mg(NO_3)_2) = 0,4 , \text{моль} \cdot 148,3 , \text{г/моль} \approx 59,32 , \text{г}
]
Итак, масса нитрата магния, который подвергся разложению, составляет примерно 59,32 г.
- Теперь определим объем выделившегося кислорода:
Из уравнения реакции видно, что на 2 моль Mg(NO3)2 выделяется 1 моль O2.
Поэтому:
[
n(O_2) = \frac{1}{2} \cdot n(Mg(NO_3)_2) = \frac{1}{2} \cdot 0,4 \approx 0,2 , \text{моль}
]
Объем кислорода при нормальных условиях:
[
V(O_2) = n(O_2) \cdot V_{m} = 0,2 , \text{моль} \cdot 22,4 , \text{л/моль} \approx 4,48 , \text{л}
]
Таким образом, объем выделившегося кислорода составляет примерно 4,48 л.
