Question

Рассчитайте объем водорода, который выделится при взаимодействии магния с раствором кислоты массой 500 г, массовая доля составляет 6%.

Answer 1

Ответ: 5,6 л водорода

Answer 2

Для рассчета объема водорода, выделяющегося при реакции магния с кислотой, нужно сначала определить количество молей магния и кислоты, участвующих в реакции. Затем используйте стехиометрические коэффициенты реакции, чтобы найти количество молей выделившегося водорода. Наконец, используйте условия нормальных условий (0°C и 1 атм) и идеальное газовое уравнение, чтобы вычислить объем водорода.

1. Рассчитаем количество молей магния: Масса магния = массовая доля × общая масса раствора Масса магния = 0.06 × 500 г = 30 г

Молярная масса магния (Mg) = 24 г/моль Количество молей магния = масса магния / молярная масса магния Количество молей магния = 30 г / 24 г/моль = 1.25 моль

2. Рассчитаем количество молей кислоты: Поскольку масса раствора равна 500 г, масса кислоты в растворе будет равна (1 - 0.06) × 500 г = 470 г.

Молярная масса HCl (кислота) = 36.46 г/моль Количество молей кислоты = масса кислоты / молярная масса кислоты Количество молей кислоты = 470 г / 36.46 г/моль ≈ 12.89 моль

3. Реакция между магнием и кислотой: Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂

Согласно стехиометрическому коэффициенту реакции, 1 моль магния реагирует с 2 молями HCl и образует 1 моль водорода.

4. Количество молей выделившегося водорода: Количество молей водорода = количество молей магния × коэффициент молекулы H₂ Количество молей водорода = 1.25 моль × 1 = 1.25 моль

5. Рассчитаем объем водорода при нормальных условиях: Используем идеальное газовое уравнение: PV = nRT

Где: P = давление (1 атм) V = объем n = количество молей (1.25 моль) R = универсальная газовая постоянная (0.0821 л·атм/моль·К) T = температура (0°C = 273.15 К)

V = (nRT) / P V = (1.25 моль × 0.0821 л·атм/моль·К × 273.15 К) / 1 атм ≈ 28.47 л

Таким образом, при реакции магния с раствором кислоты массой 500 г и массовой долей 6%, выделится примерно 28.47 л водорода при нормальных условиях.