вычислите объем водорода, выделяющегося при взаимодействии 9, 6 г магния с 600 г 9,125%-ного раствора соляной кислоты
Для решения этой задачи необходимо сначала понять, как магний реагирует с соляной кислотой, а затем рассчитать объем выделившегося водорода. Начнем с того, что у нас есть:
Химическая реакция: Когда магний (Mg) реагирует с соляной кислотой (HCl), происходит следующая реакция:
\[ Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2 \]
Из этой реакции видно, что 1 моль магния реагирует с 2 моль соляной кислоты, выделяя 1 моль водорода.
Найдем количество магния: Используем формулу \( n = \frac{m}{M} \), где:
- \( n \) — количество вещества (в молях),
- \( m \) — масса вещества (в граммах),
- \( M \) — молярная масса.
Для магния:
- \( m = 9.6 \, \text{г} \)
- Молярная масса магния (Mg) равна приблизительно 24.3 г/моль.
\[ n_{Mg} = \frac{9.6 \, \text{г}}{24.3 \, \text{г/моль}} \approx 0.395 \, \text{моль} \]
Найдем количество HCl в растворе: 600 г раствора содержит 9,125% HCl. Найдем массу HCl в растворе:
\[ m_{HCl} = 600 \, \text{г} \times \frac{9.125}{100} = 54.75 \, \text{г} \]
Теперь найдем количество HCl в молях:
- Молярная масса HCl составляет приблизительно 36.5 г/моль.
\[ n_{HCl} = \frac{54.75 \, \text{г}}{36.5 \, \text{г/моль}} \approx 1.5 \, \text{моль} \]
Определим лимитирующий реагент: По уравнению реакции видно, что на 1 моль Mg нужно 2 моль HCl. Для 0.395 моль Mg потребуется:
\[ n_{HCl, \text{required}} = 0.395 \, \text{моль} \times 2 \approx 0.79 \, \text{моль} \]
У нас имеется 1.5 моль HCl, что больше, чем требуется. Следовательно, магний будет лимитирующим реагентом.
Рассчитаем количество выделившегося водорода: Мы знаем, что 1 моль Mg выделяет 1 моль H2. Таким образом:
\[ n_{H2} = n_{Mg} = 0.395 \, \text{моль} \]
Находим объем водорода: При нормальных условиях (0 °C и 1 атм) 1 моль газа занимает 22.4 л. Следовательно, объем выделившегося водорода:
\[ V_{H2} = n_{H2} \times 22.4 \, \text{л/моль} \approx 0.395 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} \approx 8.88 \, \text{л} \]
Таким образом, объем водорода, выделяющегося при взаимодействии 9.6 г магния с 600 г 9.125%-ного раствора соляной кислоты, составляет примерно 8.88 литров.
