Чтобы понять, какой объем водорода можно получить при взаимодействии магния с серной кислотой, начнем с уравнения реакции, а затем перейдем к расчетам.
Шаг 1: Уравнение реакции
Реакция между магнием (Mg) и серной кислотой (H₂SO₄) выглядит следующим образом:
[
\text{Mg} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{MgSO}_4 + \text{H}_2
]
Это реакция между металлом и кислотой, которую можно отнести к замещающим (или обменным) реакциям. В результате этой реакции образуется сульфат магния (MgSO₄) и водород (H₂).
Шаг 2: Определение молекулярной массы
Теперь определим молекулярную массу реагентов.
- Молярная масса магния (Mg) ≈ 24,3 г/моль
- Молярная масса серной кислоты (H₂SO₄) ≈ 98 г/моль
Шаг 3: Расчет количества молей магния
Нам дана масса магния:
[
m(\text{Mg}) = 9,6 \text{ г}
]
Теперь найдем, сколько моль магния мы имеем:
[
n(\text{Mg}) = \frac{m(\text{Mg})}{M(\text{Mg})} = \frac{9,6 \text{ г}}{24,3 \text{ г/моль}} \approx 0,395 \text{ моль}
]
Шаг 4: Определение количества выделившегося водорода
Согласно уравнению реакции, 1 моль магния производит 1 моль водорода. Таким образом, количество молей водорода, которое будет выделено:
[
n(\text{H}_2) = n(\text{Mg}) = 0,395 \text{ моль}
]
Шаг 5: Перевод молей водорода в объем
Для расчета объема газа при нормальных условиях (н.у.), используем уравнение состояния для идеальных газов. При нормальных условиях (0 °C и 1 атм) 1 моль газа занимает объем 22,4 литра.
Теперь найдем объем водорода (H₂):
[
V(\text{H}_2) = n(\text{H}_2) \times V_m
]
где ( V_m = 22,4 \text{ л/моль} ) (молярный объем газа при н.у.).
[
V(\text{H}_2) = 0,395 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} \approx 8,84 \text{ л}
]
Ответ
При взаимодействии 9,6 г магния с раствором серной кислоты можно получить примерно 8,84 литра водорода при нормальных условиях.
Таким образом, мы завершили решение задачи, объяснив каждый шаг подробно. Если у вас есть дополнительные вопросы или нужно объяснить что-то еще, не стесняйтесь спрашивать!
