) На 24 г металлического магния подействовали 100 г 30%-го раствора соляной кислоты. Найдите массу образовавшегося хлорида магния.
Для решения данной задачи сначала нужно определить, какие реакции происходят между магнием и соляной кислотой, а затем вычислить массу образовавшегося хлорида магния.
Записываем уравнение реакции. При взаимодействии магния (Mg) с соляной кислотой (HCl) образуется хлорид магния (MgCl₂) и водород (H₂):
\[ Mg + 2HCl \rightarrow MgCl₂ + H₂ \]
Определяем количество магния. Мы имеем 24 г магния. Молярная масса магния составляет примерно 24,31 г/моль. Вычислим количество моль магния:
\[ n_{Mg} = \frac{m_{Mg}}{M_{Mg}} = \frac{24 \, \text{г}}{24,31 \, \text{г/моль}} \approx 0,987 \, \text{моль} \]
Определяем количество соляной кислоты. В ситуации сказано, что у нас есть 100 г 30%-го раствора HCl. Это означает, что в растворе содержится 30 г HCl.
Молярная масса HCl составляет примерно 36,46 г/моль. Вычислим количество моль HCl:
\[ n_{HCl} = \frac{m_{HCl}}{M_{HCl}} = \frac{30 \, \text{г}}{36,46 \, \text{г/моль}} \approx 0,822 \, \text{моль} \]
Определяем, какой реагент является лимитирующим. По уравнению реакции видно, что на 1 моль магния требуется 2 моль HCl. Таким образом, для 0,987 моль Mg потребуется:
\[ 2 \times n_{Mg} = 2 \times 0,987 \, \text{моль} = 1,974 \, \text{моль} \, HCl \]
Поскольку у нас есть только 0,822 моль HCl, именно HCl будет лимитирующим реагентом.
Вычисляем массу образовавшегося хлорида магния. По уравнению реакции 2 моль HCl дает 1 моль MgCl₂. Значит, от 0,822 моль HCl мы можем получить:
\[ n_{MgCl₂} = \frac{0,822 \, \text{моль}}{2} \approx 0,411 \, \text{моль} \]
Молярная масса хлорида магния (MgCl₂) равна:
\[ M_{MgCl₂} = 24,31 \, \text{г/моль} + 2 \times 35,45 \, \text{г/моль} \approx 95,21 \, \text{г/моль} \]
Теперь можно вычислить массу MgCl₂:
\[ m_{MgCl₂} = n_{MgCl₂} \times M_{MgCl₂} = 0,411 \, \text{моль} \times 95,21 \, \text{г/моль} \approx 39,1 \, \text{г} \]
Таким образом, масса образовавшегося хлорида магния составляет примерно 39,1 г.
