Давайте подробно решим задачу по шагам, чтобы понять, какой объём водорода выделится при реакции магния с соляной кислотой.
Исходные данные:
- Масса раствора HCl: 146 г
- Массовая доля HCl: 10%
- Масса магния (избыточная): (не указана, поэтому предполагаем, что магний в избытке)
- Необходимый результат: объём водорода, выделенного при реакции.
Шаг 1. Определим массу кислоты HCl в растворе
Масса HCl:
[
m_{HCl} = \text{Общая масса раствора} \times \text{доля HCl} = 146,\text{г} \times 0.10 = 14.6,\text{г}
]
Шаг 1.1. Молярная масса HCl:
[
M_{HCl} = 36.46, \text{г/моль}
]
Шаг 2. Рассчитаем количество моль HCl:
[
n_{HCl} = \frac{m_{HCl}}{M_{HCl}} = \frac{14.6,\text{г}}{36.46,\text{г/моль}} \approx 0.4, \text{моль}
]
Шаг 3. Реакция магния с соляной кислотой
Магний реактивит с HCl по уравнению:
[
\mathrm{Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2}
]
Из уравнения видно:
- 1 моль Mg реагирует с 2 моль HCl
- При этом выделяется 1 моль H₂
Поскольку HCl — лимитирующий реагент (наиболее ограничен по количеству), количество водорода:
[
n_{H_2} = \frac{n_{HCl}}{2} \approx \frac{0.4}{2} = 0.2, \text{моль}
]
Внимание:
Поскольку в условии сказано, что у нас избыток магния, вся кислота прореагирует, и выделится водород, равный по мольному количеству, определённому выше — 0.2 моль.
Шаг 4. Объём водорода при нормальных условиях (н.у.)
При н.у. один моль газа занимает объем:
[
V_{моль} = 22.4, \text{л}
]
Объем выделенного водорода:
[
V_{H_2} = n_{H_2} \times 22.4, \text{л} = 0.2 \times 22.4 = 4.48, \text{л}
]
Ответ:
Объём водорода, выделившегося при реакции, составляет примерно 4.48 литра.
Если нужно более подробное объяснение какого-либо шага — можешь уточнить!
