Чтобы решить задачу, давайте пошагово разберем, что происходит в процессе реакции магния с соляной кислотой.
Шаг 1: Записываем уравнение реакции
Магний (Mg) реагирует с соляной кислотой (HCl) по следующему уравнению:
[
\text{Mg} + 2 \text{HCl} \rightarrow \text{MgCl}_2 + \text{H}_2
]
Шаг 2: Определяем количество выделившегося водорода
В задании нам сказано, что при реакции выделилось 2,24 литра газа. Так как при стандартных условиях (0°С и 1 атм) 1 моль газа занимает 22,4 литра, найдем количество молей водорода (H₂):
[
n(H_2) = \frac{V}{V_m}
]
где ( V ) — объем газа, а ( V_m ) — молярный объем.
Подставляем значения:
[
n(H_2) = \frac{2,24}{22,4} = 0,1 , \text{моль}
]
Шаг 3: Найдем количество молей магния и соляной кислоты
Из уравнения реакции видно, что на 1 моль магния (Mg) выходит 1 моль водорода (H₂). Значит, для реакции использовалось:
[
n(Mg) = n(H_2) = 0,1 , \text{моль}
]
Согласно уравнению, чтобы получить 0,1 моль водорода, также необходимо 2 моль хлороводородной кислоты (HCl):
[
n(HCl) = 2 \cdot n(Mg) = 2 \cdot 0,1 = 0,2 , \text{моль}
]
Шаг 4: Рассчитаем массу HCl
Теперь найдём массу 0,2 моль хлороводородной кислоты. Молярная масса HCl примерно равна 36,5 г/моль (1 г/моль для H и 35,5 г/моль для Cl):
[
m(HCl) = n \cdot M = 0,2 \cdot 36,5 = 7,3 , \text{г}
]
Шаг 5: Определяем массу 10% раствора соляной кислоты
Поскольку нам нужно знать, какую массу 10% раствора нужно было взять, мы используем следующее уравнение:
[
\text{масса раствора} = \frac{\text{масса HCl}}{\text{процентное содержание HCl в растворе}}
]
В нашем случае содержание HCl в растворе — 10%, то есть 0,1 (в долях):
[
m_{\text{раствора}} = \frac{m(HCl)}{0,1} = \frac{7,3}{0,1} = 73 , \text{г}
]
Ответ
Таким образом, для реакции было взято 73 грамма 10% раствора соляной кислоты.
