Чтобы решить задачу, давайте разберемся с реакцией между медью и магнием с соляной кислотой.
Шаг 1: Определение реакций
Магний с соляной кислотой (HCl):
[
\text{Mg} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{MgCl}_2 + \text{H}_2 (г)
]
При этой реакции выделяется водород (H₂).
Медь с соляной кислотой:
Медь не реагирует с разбавленной соляной кислотой, следовательно, она не участвует в выделении газа.
Шаг 2: Найдем количество молей водорода, выделившегося в реакции
Из условия задачи нам дано, что объем выделившегося газа (водорода) составляет 1,12 л при нормальных условиях (н. у.). По идеальному газу, 1 моль газа при нормальных условиях занимает 22,4 л.
Используя эту информацию, можем найти количество молей водорода (H₂):
[
n(H_2) = \frac{V}{V_m} = \frac{1,12 , \text{л}}{22,4 , \text{л/моль}} = 0,05 , \text{моль}
]
Шаг 3: Определение количества магния
Согласно уравнению реакции, 1 моль магния выделяет 1 моль водорода. Значит, мы можем сказать, что количество магния (в молях), реагировавшего для выделения 0,05 молей водорода:
[
n(Mg) = n(H_2) = 0,05 , \text{моль}
]
Теперь найдем массу магния:
[
m(Mg) = n(Mg) \times M(Mg) = 0,05 , \text{моль} \times 24 , \text{г/моль} = 1,2 , \text{г}
]
где M(Mg) — молярная масса магния, равная 24 г/моль.
Шаг 4: Находим массу меди
Общая масса смеси медных и магниевых опилок равна 8 г. Известно, что масса магния составляет 1,2 г:
[
m(Cu) = m(\text{смеш}) - m(Mg) = 8 , \text{г} - 1,2 , \text{г} = 6,8 , \text{г}
]
Шаг 5: Находим массовую долю магния в смеси
Массовая доля магния (в %) вычисляется по формуле:
[
\text{массовая доля Mg} = \left( \frac{m(Mg)}{m(\text{смеш})} \right) \times 100%
]
Подставим известные значения:
[
\text{массовая доля Mg} = \left( \frac{1,2 , \text{г}}{8 , \text{г}} \right) \times 100% = 15%
]
Ответ
Массовая доля магния в смеси составляет 15%.
