Question

Вычислите объем водорода который получится при взаимодействии 150 грамм магния с соляной кислотой если магний содержит 15% примесей а выход водорода равен 80%​

Answer 1

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂

m(Mg)=150 × (100%-15%) = 127,5 г

n(Mg)=m(Mg) ÷ M(Mg)=127,5 ÷ 24=5,3125 моль

По уравнению реакции видно, что количество  вещества магния и водорода одинаково: n(Mg) = n(H)

Vтеоретический(H) = 5,3125 × 22,4=119 л

Vпрактический(H) = 119 × 80%=95,2 л

Ответ: 95,2 л

Answer 2

Для начала рассчитаем количество магния, которое участвует в реакции. Учитывая, что магний содержит 15% примесей, то масса чистого магния равна 85% от общей массы магния.

Масса чистого магния = 150 г * 0.85 = 127.5 г

Теперь, используя уравнение реакции между магнием и соляной кислотой (HCl), можно определить количество водорода, которое будет выделившимся:

Mg + 2HCl → MgCl2 + H2

Согласно уравнению, один моль магния реагирует с двумя молями соляной кислоты, образуя один моль водорода. Таким образом, для расчета количества водорода, сначала найдем количество молей магния и соляной кислоты, а затем определим количество молей водорода.

1. Рассчитаем количество молей магния: Молярная масса магния (Mg) = 24 г/моль Моли магния = масса магния / молярная масса магния Моли магния = 127.5 г / 24 г/моль ≈ 5.31 моль

2. Рассчитаем количество молей соляной кислоты: Молярная масса HCl = 36.5 г/моль (35.5 г/моль за хлор + 1 г/моль за водород) Моли HCl = масса HCl / молярная масса HCl Моли HCl = 150 г / 36.5 г/моль ≈ 4.11 моль

Теперь рассчитаем количество молей водорода, учитывая, что выход водорода составляет 80%: Моли водорода = моли магния * 1 (согласно уравнению реакции) * 0.8 (80% выход) Моли водорода = 5.31 моль * 1 * 0.8 ≈ 4.25 моль

Наконец, используя уравнение состояния газов (PV = nRT), можно рассчитать объем водорода при стандартных условиях (температура 0 °C, давление 1 атм):

V = nRT/P

где: V - объем газа (в литрах) n - количество молей газа R - универсальная газовая постоянная (0.0821 л*атм/(моль*К)) T - температура (в кельвинах) P - давление (в атмосферах)

Для данной задачи будем использовать стандартные условия (T = 273 K, P = 1 атм):

V = 4.25 моль * 0.0821 л*атм/(моль*К) * 273 K / 1 атм ≈ 94 л

Таким образом, объем водорода, который получится при взаимодействии 150 грамм магния с соляной кислотой, составит примерно 94 литра при стандартных условиях.