Давайте решим задачу пошагово и подробно объясним весь процесс.
Дано:
- Объём водорода, выделенного при реакции, ( V_{H_2} = 14 \text{ л} )
- Металлический магний полностью прореагировал с соляной кислотой (то есть реакция идет полностью).
Задача:
Найти массу соли (соляной кислоты, ( HCl )), которая могла быть изначально в растворе и из которой было выделено это количество водорода.
Шаг 1: Запишем уравнение реакции
Магний реагирует с соляной кислотой по уравнению:
[
Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2
]
Из уравнения видно, что 1 моль магния выделяет 1 моль водорода.
Шаг 2: Связь между объёмом водорода и количеством веществ
При стандартных условиях (объем 22,4 л на 1 моль), 1 моль газа занимает 22,4 л.
Объем водорода, выделенного:
[
V_{H_2} = 14 \text{ л}
]
Найдем число молей водорода:
[
n_{H_2} = \frac{V_{H_2}}{22,4 \text{ л/моль}} = \frac{14}{22,4} \approx 0,625 \text{ моль}
]
Шаг 3: Определение количества магния
Поскольку из уравнения реакции видно, что 1 моль Mg выделяет 1 моль (H_2), то количество магния:
[
n_{Mg} = n_{H_2} \approx 0,625 \text{ моль}
]
Шаг 4: Расчёт массы магния
Молярная масса магния (Mg):
[
M_{Mg} \approx 24,3 \text{ г/моль}
]
Масса магния:
[
m_{Mg} = n_{Mg} \times M_{Mg} \approx 0,625 \times 24,3 \approx 15,19 \text{ г}
]
Шаг 5: Находим массу соли (соляной кислоты)
Из уравнения реакции видно, что на 1 моль магния требуется 2 моль соляной кислоты:
[
Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2
]
Значит, количество затраченной кислоты:
[
n_{HCl} = 2 \times n_{Mg} = 2 \times 0,625 = 1,25 \text{ моль}
]
Молярная масса соляной кислоты (HCl):
[
M_{HCl} \approx 36,5 \text{ г/моль}
]
Масса соляной кислоты:
[
m_{HCl} = n_{HCl} \times M_{HCl} \approx 1,25 \times 36,5 \approx 45,6 \text{ г}
]
Ответ:
Целое число в ответе — 46 (округление до ближайшего целого).
ИТОГ:
Масса соли ((HCl)) в растворе, из которой выделился 14 л водорода, составляет 46 грамм.
Если потребуется ещё пояснение или есть вопросы — спрашивайте!
