Оксид магния массой 4 г поместили в 80 раствора серной кислоты, процентной концентрацией 20% и плотностью 1,14 г/мл. Определите количество вещества и массу соли образующейся при…

Чтобы решить задачу по химии, давайте разберём её по шагам.

Шаг 1: Определение количества вещества оксида магния (MgO)

Для начала найдём количество вещества \(n\) оксида магния, используя формулу:

\[ n = \frac{m}{M} \]

где:

• \(m\) — масса вещества (в данном случае, \(m = 4 \, \text{г}\)),
• \(M\) — молекулярная масса вещества.

Молярная масса оксида магния (MgO):

• Молярная масса магния (Mg) = 24 г/моль,
• Молярная масса кислорода (O) = 16 г/моль.

Таким образом, молярная масса MgO:

\[ M = 24 + 16 = 40 \, \text{г/моль} \]

Теперь подставим значения в формулу:

\[ n_{MgO} = \frac{4 \, \text{г}}{40 \, \text{г/моль}} = 0.1 \, \text{моль} \]

Шаг 2: Определение количества серной кислоты (H₂SO₄)

Теперь найдем информацию о серной кислоте. У нас есть 80 мл раствора с 20% концентрацией и плотностью 1,14 г/мл.

1. Найдём массу раствора:

\[ m_{\text{раствора}} = V \times \rho = 80 \, \text{мл} \times 1,14 \, \text{г/мл} = 91,2 \, \text{г} \]

2. Найдём массу серной кислоты в растворе:

С 20% концентрацией:

\[ m_{H2SO4} = \frac{20}{100} \times m_{\text{раствора}} = 0,2 \times 91,2 \, \text{г} = 18,24 \, \text{г} \]

3. Теперь определим количество вещества серной кислоты с помощью её молярной массы. Молярная масса H₂SO₄ равна:

• 2 (H) = 2 г/моль,
• 1 (S) = 32 г/моль,
• 4 (O) = 16 × 4 = 64 г/моль.

Итак, молярная масса H₂SO₄:

\[ M = 2 + 32 + 64 = 98 \, \text{г/моль} \]

Теперь можем найти количество вещества H₂SO₄:

\[ n_{H2SO4} = \frac{m_{H2SO4}}{M} = \frac{18,24 \, \text{г}}{98 \, \text{г/моль}} \approx 0,186 \, \text{моль} \]

Шаг 3: Определение наибольшего количества вещества реагента

Теперь мы определим, какой реагент (MgO или H₂SO₄) является лимитирующим в реакции:

\[ \text{MgO + H₂SO₄} \rightarrow \text{MgSO₄ + H₂O} \]

Согласно уравнению реакции, 1 моль MgO реагирует с 1 моль H₂SO₄.

• У нас есть 0,1 моль MgO и 0,186 моль H₂SO₄.
• Лимитирующим реагентом является MgO (0,1 моль).

Шаг 4: Определение количества образующейся соли (MgSO₄)

С учетом того, что 1 моль MgO дает 1 моль MgSO₄, мы можем сказать, что 0,1 моль MgO даст 0,1 моль MgSO₄.

Теперь рассчитаем массу образующейся соли:

\[ M_{MgSO4} = 24 + 32 + 64 = 120 \, \text{г/моль} \]

Теперь найдем массу образующейся соли:

\[ m_{MgSO4} = n_{MgSO4} \times M_{MgSO4} = 0,1 \, \text{моль} \times 120 \, \text{г/моль} = 12 \, \text{г} \]

Итог

• Количество вещества MgO: \(0,1 \, \text{моль}\)
• Масса образующейся соли MgSO₄: \(12 \, \text{г}\)

Таким образом, в результате реакции образуется 12 г сульфата магния (MgSO₄).