1) 8 грамм магния прореагировал с 8 литрами кислорода, полученный продукт растворили в 120 граммах воды. Определите массовую долю соли в растворе.
Давайте подробно разберём задачу и шаг за шагом найдём ответ.
Дано:
- Масса магния (Mg): 8 г
- Объем кислорода (O₂): 8 л
- Масса воды (H₂O): 120 г
Требуется найти массовую долю соли в растворе, то есть долю массы образовавшейся соли (оксигена, магния и другого компонента) в общем массе раствора.
Шаг 1: Определение реакции магния с кислородом
Магний реагирует с кислородом с образованием оксида магния (MgO):
\[ 2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO \]
Шаг 2: Найдём массу кислорода, участвующего в реакции
Объём кислорода 8 л при нормальных условиях (при стандартных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л).
Общая формула:
\[
n_{O_2} = \frac{V_{O_2}}{22.4\, \text{л/моль}} = \frac{8\, \text{л}}{22.4\, \text{л/моль}} \approx 0.357\, \text{моль}
\]
Масса O₂:
\[
m_{O_2} = n_{O_2} \times M_{O_2} = 0.357 \times 32\, \textг/\text{моль} \approx 11.43\, \textг
\]
Шаг 3: Проверка реакции и нужное количество кислорода
Магний: 8 г, его молярная масса: 24 г/моль.
Количество магния:
\[
n_{Mg} = \frac{8\, \text{г}}{24\, \text{г/моль}} \approx 0.333\, \text{моль}
\]
Согласно реакции, на 2 моль Mg требуется 1 моль O₂:
- Требуется для 0.333 моль Mg:
\[ n_{O_2,требуется} = \frac{0.333}{2} = 0.167\, \text{моль} \]
Масса кислорода для полной реакции:
\[
m_{O_2,\требуется} = 0.167 \times 32\, \textг \approx 5.34\, \textг
\]
Но у нас есть 11.43 г кислорода, что больше требуемого для полного реагирования. Значит, кислород полностью расходуется, и часть кислорода остается невостребованной.
Шаг 4: Образование оксида магния
Магний полностью реагирует, образуя MgO:
Молярная масса MgO = 24 (Mg) + 16 (O) = 40 г/моль.
Количество MgO: \[ n_{MgO} = n_{Mg} = 0.333\, \text{моль} \] Масса MgO: \[ m_{MgO} = 0.333 \times 40\, \textг \approx 13.33\, \textг \]
Шаг 5: Общий вес раствора
Растворах магния с кислородом образовалась сода — соль MgO.
Общий вес раствора — сумма массы MgO и воды:
\[
m_{раствора} = 13.33\, \textг + 120\, \textг = 133.33\, \textг
\]
Шаг 6: Находим массовую долю соли в растворе
Массовая доля соли (MgO):
\[
\omega_{MgO} = \frac{m_{MgO}}{m_{раствора}} = \frac{13.33}{133.33} \approx 0.10 = 10\%
\]
Ответ:
Массовая доля соли в растворе примерно 10%.
