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.
