Для решения этой задачи нам нужно использовать знания о химических реакциях и газах. Давайте рассмотрим, как найти объем газа, выделившегося в результате реакции магния с соляной кислотой (HCl).
Шаг 1: Найти массу чистого магния
Технический магний содержит 40% примесей, значит, чистого магния в 60 граммах будет:
[
\text{Масса чистого магния} = 60 , \text{г} \times (1 - 0.40) = 60 , \text{г} \times 0.60 = 36 , \text{г}
]
Шаг 2: Записать уравнение реакции
Магний реагирует с соляной кислотой по следующему уравнению:
[
\text{Mg} + 2 \text{HCl} \rightarrow \text{MgCl}_2 + \text{H}_2
]
Из уравнения видно, что 1 моль магния (Mg) выделяет 1 моль водорода (H₂).
Шаг 3: Найти количество молей магния
Для того чтобы найти количество молей магния, используем формулу:
[
n = \frac{m}{M}
]
где:
- ( n ) — количество молей,
- ( m ) — масса вещества,
- ( M ) — молярная масса.
Молярная масса магния (Mg) примерно равна 24 г/моль. Теперь вычислим количество молей:
[
n_{\text{Mg}} = \frac{36 , \text{г}}{24 , \text{г/моль}} = 1.5 , \text{моль}
]
Шаг 4: Найти объем выделившегося газа
По уравнению реакции мы видим, что 1 моль магния выделяет 1 моль водорода. Значит, 1.5 моль магния выделяет 1.5 моль водорода:
[
n_{\text{H}2} = n{\text{Mg}} = 1.5 , \text{моль}
]
Теперь, чтобы найти объем водорода при нормальных условиях (0 °C и 1 атм), можем использовать закон Авогадро, который утверждает, что 1 моль газа занимает примерно 22.4 литра:
[
V = n \times V_m
]
где ( V_m ) — молярный объем газа (22.4 л/моль).
Теперь подставим значения:
[
V_{\text{H}_2} = 1.5 , \text{моль} \times 22.4 , \text{л/моль} = 33.6 , \text{л}
]
Ответ
Объем выделившегося водорода составляет 33.6 литра.
