Question

Расчитайте объем раствора серной кислоты с массовой долей 10.8% и плотностью 1.075 г/мл, который потребуется для полного растворения смеси, содержащей оксид магния(2) массой 4,0 г и железо массой 14г

Answer 1

..........................

Answer 2

Для расчета объема раствора серной кислоты, необходимого для полного растворения смеси оксида магния(II) и железа, нужно сначала определить, какие реакции происходят при растворении каждого из веществ.

1. Оксид магния (MgO) реагирует с серной кислотой (H2SO4) следующим образом: MgO + H2SO4 -> MgSO4 + H2O

2. Железо (Fe) не реагирует напрямую с серной кислотой, поэтому для его растворения потребуется использовать серную кислоту сильнее. Можно применить разбавленную серную кислоту, чтобы образовался сульфат железа(II) и выделился водород:

Fe + H2SO4 -> FeSO4 + H2

Сначала найдем количество вещества каждого реагента:

Молярная масса MgO = 24,31 г/моль + 16,00 г/моль = 40,31 г/моль Молярная масса Fe = 55,85 г/моль

Моль оксида магния (II): моль MgO = масса / молярная масса = 4,0 г / 40,31 г/моль ≈ 0,099 г/моль

Моль железа: моль Fe = масса / молярная масса = 14 г / 55,85 г/моль ≈ 0,251 г/моль

Теперь определим, сколько моль серной кислоты требуется для реакции с каждым из веществ.

1. Для реакции с MgO: 1 моль MgO реагирует с 1 моль H2SO4, так как коэффициенты перед реагентами в уравнении реакции равны 1. Моль H2SO4 для MgO = 0,099 г/моль

2. Для реакции с Fe: 1 моль Fe реагирует с 1 моль H2SO4, так как коэффициенты перед реагентами в уравнении реакции равны 1. Моль H2SO4 для Fe = 0,251 г/моль

Теперь найдем массу серной кислоты, которая содержится в смеси: масса H2SO4 = массовая доля H2SO4 * общая масса смеси

Массовая доля H2SO4 = 10.8% = 0.108 Общая масса смеси = масса MgO + масса Fe = 4,0 г + 14 г = 18 г

масса H2SO4 = 0.108 * 18 г ≈ 1,944 г

Теперь найдем объем раствора серной кислоты, зная ее массу и плотность: объем H2SO4 = масса H2SO4 / плотность H2SO4

объем H2SO4 = 1,944 г / 1.075 г/мл ≈ 1,81 мл

Таким образом, для полного растворения смеси, содержащей оксид магния(II) массой 4,0 г и железо массой 14 г, потребуется примерно 1,81 мл раствора серной кислоты с массовой долей 10.8% и плотностью 1.075 г/мл.