Чтобы вычислить объем водорода, выделяющегося при взаимодействии магния с соляной кислотой, нам нужно следовать нескольким шагам. Начнем с определения реакции между магнием (Mg) и хлороводородом (HCl).
Шаг 1: Определение реакции
Реакция между магнием и хлороводородом выглядит следующим образом:
[
\text{Mg} + 2 \text{HCl} \rightarrow \text{MgCl}_2 + \text{H}_2
]
Из уравнения видно, что 1 моль магния реагирует с 2 моль хлороводорода, в результате чего выделяется 1 моль водорода.
Шаг 2: Вычисление количества вещества магния
Сначала найдем количество вещества (моль) магния в 9,6 г. Молярная масса магния составляет приблизительно 24 г/моль.
[
n_{\text{Mg}} = \frac{m}{M} = \frac{9,6 \text{ г}}{24 \text{ г/моль}} = 0,4 \text{ моль}
]
Шаг 3: Определение количества вещества хлороводорода
Поскольку у нас есть 1,5 моль HCl, проверим, хватит ли его для реакции с 0,4 моль магния. Согласно уравнению реакции, для 0,4 моль магния нам нужно:
[
2 \cdot n_{\text{Mg}} = 2 \cdot 0,4 = 0,8 \text{ моль HCl}
]
У нас есть 1,5 моль HCl, поэтому хлороводорода достаточно.
Шаг 4: Определение количества водорода
Согласно уравнению реакции, 1 моль магния дает 1 моль водорода, значит, 0,4 моль магния даст 0,4 моль водорода:
[
n_{\text{H}2} = n{\text{Mg}} = 0,4 \text{ моль}
]
Шаг 5: Вычисление объема водорода
Теперь, используя уравнение состояния идеального газа, можем найти объем полученного водорода при стандартных условиях (0 °C и 1 атмосфера). При этих условиях 1 моль газа занимает объем 22,4 литра.
Объем водорода получается следующим образом:
[
V_{\text{H}2} = n{\text{H}2} \cdot V{\text{моль}} = 0,4 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 8,96 \text{ л}
]
Ответ
Объем водорода, выделяющегося при взаимодействии 9,6 г магния с соляной кислотой, составляет 8,96 литра.
