Для решения задачи мы будем использовать основные понятия из химии, в частности, реакции магния с серной кислотой.
Шаг 1: Записать уравнение реакции
При взаимодействии магния (Mg) с серной кислотой (H₂SO₄) происходит следующая реакция:
[ \text{Mg} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{MgSO}_4 + \text{H}_2 \uparrow ]
Из уравнения видно, что из одного моля магния выделяется один моль водорода (H₂).
Шаг 2: Найти количество вещества магния
Для начала найдем количество вещества (в молях) магния. Мы знаем, что масса магния равна 15 г. Для этого используем молярную массу магния:
- Молярная масса магния (Mg) приближенно равна 24 г/моль.
Теперь найдем количество вещества:
[ n = \frac{m}{M} ]
где:
- ( n ) — количество вещества (в молях),
- ( m ) — масса (в граммах),
- ( M ) — молярная масса (г/моль).
Подставим значения:
[ n = \frac{15 , \text{г}}{24 , \text{г/моль}} \approx 0.625 , \text{моль} ]
Шаг 3: Определить количество выделившегося газа
Согласно уравнению реакции, 1 моль магния выделяет 1 моль водорода. Значит, количество выделившегося водорода также равняется 0.625 моль.
Шаг 4: Найти объем выделившегося газа
При нормальных условиях (н.у.) 1 моль любого газа занимает объем 22.4 литра. Таким образом, чтобы найти объем выделившегося водорода, используем следующую формулу:
[ V = n \cdot V_m ]
где:
- ( V ) — объем газа,
- ( n ) — количество вещества (моль),
- ( V_m ) — молярный объем газа при н.у. (22.4 л/моль).
Теперь подставим наши данные:
[ V = 0.625 , \text{моль} \cdot 22.4 , \text{л/моль} \approx 14.0 , \text{литров} ]
Ответ
Объем выделившегося газа (водорода) составляет примерно 14.0 литров.
