Магний массой 5 г сгорела в 10 г кислорода. Какова масса получившегося оксида?
Давайте разберёмся с задачей подробно и пошагово.
Дано:
- Масса магния (Mg) = 5 г
- Масса кислорода (O₂) = 10 г
Что нужно найти:
- Масса получившегося оксида магния (MgO)
Шаг 1: Запишем уравнение реакции
Магний реагирует с кислородом по реакции:
\[ 2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO \]
Это означает, что 2 молекулы магния реагируют с одной молекулой кислорода, образуя 2 молекулы оксида магния.
Шаг 2: Определим молярные массы веществ
- Магний (Mg): примерно 24 г/молекулу
- Кислород (O₂): примерно 32 г/молекулу
- Оксид магния (MgO): примерно 40 г/молекулах (24 + 16)
Шаг 3: Определим, сколько магния и кислорода участвует в реакции по молям
Масса магния \(m_{Mg} = 5\,г\).
Молярное количество магния:
\[ n_{Mg} = \frac{m_{Mg}}{M_{Mg}} = \frac{5}{24} \approx 0,208\,моль \]
Масса кислорода:
\[ m_{O_2} = 10\,г \]
Молярное количество кислорода:
\[ n_{O_2} = \frac{m_{O_2}}{M_{O_2}} = \frac{10}{32} \approx 0,3125\,моль \]
Шаг 4: Определим, какая из веществ является лимитирующим реагентом
Из уравнения реакции:
\[ 2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO \]
На 1 моль \(O_2\) нужно 2 моль Mg.
Молярное отношение:
\[ n_{Mg} : n_{O_2} \approx 0,208 : 0,3125 \]
Но по реакции:
\[ 2\,моль\,Mg \Rightarrow 1\,моль\,O_2 \]
Значит, для полного реагирования Mg нужно:
\[ n_{Mg, нужный} = 2 \times n_{O_2} = 2 \times 0,3125 = 0,625\,моль \]
Но у нас есть только 0,208 моль Mg, что меньше необходимого. Следовательно, магний — лимитирующий реагент, и кислород избыточен.
Шаг 5: Расчёт образовавшегося оксида
Количество магния (лимитирующий реагент):
\[ n_{Mg} = 0,208\,моль \]
Из реакции на 2 моль магния образуется 2 моль MgO, то есть 1 моль Mg даёт 1 моль MgO.
Следовательно, количество образовавшегося MgO равно количеству магния в молях:
\[ n_{MgO} = n_{Mg} \approx 0,208\,моль \]
Масса полученного оксида:
\[ m_{MgO} = n_{MgO} \times M_{MgO} \approx 0,208 \times 40 \approx 8,32\,г \]
Ответ:
Масса образовавшегося оксида магния составляет примерно 8,32 г.
Магний сгорел, прореагировав с избытком кислорода, и образовалось около 8,32 г MgO.
