Какой объем водорода образуется в реакции серной кислоты с 30г магния, содержащего 20% примесей?
Давайте пошагово решим задачу, учитывая что у вас цель — понять, как рассчитывать объем водорода, а также связать это с химической реакцией.
Шаг 1. Определение исходных данных
Масса магния: 30 г
Примеси: 20%, значит чистого магния в образце:
\[ m_{\text{Mg}} = 30\,\text{г} \times (1 - 0.2) = 24\,\text{г} \]Масса примесей:
\[ m_{\text{примесей}} = 30\,\text{г} \times 0.2 = 6\,\text{г} \]
Из этого следует, что по сути для реакции участвует 24 г магния.
Шаг 2. Химическая реакция
Магний взаимодействует с серной кислотой по реакции:
\[
\text{Mg} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{MgSO}_4 + \text{H}_2
\]
Это стехиометрическая реакция: 1 молекула магния выделяет 1 молекулу водорода.
Шаг 3. Вычисление количества вещества магния
Молярная масса магния:
\[
M_{\text{Mg}} = 24\,\text{г/моль}
\]
Количество вещества:
\[ n_{\text{Mg}} = \frac{m_{\text{чистого Mg}}}{M_{\text{Mg}}} = \frac{24\,\text{г}}{24\,\text{г/моль}} = 1\,\text{моль} \]
Шаг 4. Объем водорода
Из стехиометрии:
- 1 моль магния выделяет 1 моль водорода.
Объем 1 моля газов при нормальных условиях (н.у.) примерно равен 22,4 литра.
Следовательно:
\[ V_{\text{H}_2} = n_{\text{H}_2} \times 22,4\,\text{л} = 1\,\text{моль} \times 22,4\,\text{л} = 22,4\,\text{л} \]
Ответ:
Объем водорода, который образуется при реакции с 30 г магния, содержащего 20% примесей, составляет примерно 22,4 литра при нормальных условиях.
