Question

Объём водорода (н.у.), который выделится при взаимодействии 200 г 4,9%-ного раствора серной кислоты с 10 г магния, равен...???

Answer 1

Ответ:

2,24 л

Объяснение:

Дано:

m(H₂SO₄)р-ра = 200 г

w(H₂SO₄) = 4,9% = 0,049

m(Mg) = 10 г

Найти:

V(H₂) - ?

Решение: H₂SO₄ + Mg → MgSO₄ + H₂↑

1) Найдем количество растворенной кислоты (т.к. раствор это вода+вещество, а в реакцию вступает вещество):

m(H₂SO₄) = 200·0,049 = 9,8 г

2) Найдем количество вещества (n, моль) реагентов: $n=\frac{m}{M}$, где m - масса (г); M - молярная масса (г/моль).

M(H₂SO₄) = 98 г/моль; M(Mg) = 24 г/моль

$n(H_2SO_4) = \frac{9,8}{98} =0,10$ моль

$n(Mg)=\frac{10}{24}= 0,42$ моль

3) Сравниваем полученные значения:

n(H₂SO₄) < n(Mg)

Значит, кислота в недостатке, магний в избытке. Расчет всегда ведется по недостатку

4) Т.к. все вещества стехиометрически равны между собой (у всех одинаковые коэффициенты - 1), то количество вещества тоже равны:

n(H₂) = n(H₂SO₄) = 0,10 моль (т.к. считается по недостатку)

5) Считаем объем по формуле: V = Vm·n, где Vm - молярный объем, который для всех газов при н.у. равен 22,4 л/моль.

V(H₂) = 0,10·22,4 = 2,24 л

Ответ: 2,24 л H₂

Answer 2

Давайте начнем с расчета количества вещества (молей) серной кислоты и магния, которые участвуют в данной реакции.

1. Для серной кислоты (H₂SO₄): Масса серной кислоты = 200 г Массовая доля серной кислоты = 4,9% = 0,049 (в десятичной форме)

Масса серной кислоты (H₂SO₄) = Масса общего раствора × Массовая доля серной кислоты Масса серной кислоты (H₂SO₄) = 200 г × 0,049 = 9,8 г

Теперь вычислим количество молей серной кислоты, используя её молярную массу. Молярная масса H₂SO₄ = 2 * масса H + масса S + 4 * масса O Молярная масса H₂SO₄ = 2 * 1.01 г/моль + 32.07 г/моль + 4 * 16.00 г/моль = 98.09 г/моль

Количество молей H₂SO₄ = Масса H₂SO₄ / Молярная масса H₂SO₄ Количество молей H₂SO₄ = 9,8 г / 98.09 г/моль ≈ 0,1 моль

2. Для магния (Mg): Масса магния = 10 г

Вычислим количество молей магния, используя его молярную массу. Молярная масса Mg = 24.31 г/моль

Количество молей Mg = Масса Mg / Молярная масса Mg Количество молей Mg = 10 г / 24.31 г/моль ≈ 0,41 моль

Согласно сбалансированному химическому уравнению реакции между серной кислотой и магнием: H₂SO₄ + Mg → MgSO₄ + H₂↑

Молей магния (Mg) в уравнении: 1 моль Молей водорода (H₂) в уравнении: 1 моль

Поскольку количество молей магния (Mg) (0,41 моль) больше, чем количество молей водорода (H₂) (0,1 моль), то магний будет ограничивающим реагентом.

Следовательно, количество выделившегося водорода равно количеству молей водорода в уравнении, то есть 0,1 моль.

Теперь мы можем использовать закон Авогадро и учитывать, что 1 моль газа при н.у. занимает объем примерно 22,71 литра.

Объем водорода (H₂) = Количество молей водорода × Объем 1 моля водорода Объем водорода (H₂) = 0,1 моль × 22,71 л/моль ≈ 2,271 л

Таким образом, объем водорода, который выделится при данной реакции, равен примерно 2,271 литра при нормальных условиях (н.у.).