Question

Какой обьем газа выделится если 12 г магния опустить в 150 г 10% раствора соляной кислоты

Answer 1

Решение есть на фотографии

Answer 2

Для решения этой задачи, сначала определим, сколько моль магния содержится в 12 г магния. Молярная масса магния (Mg) равна приблизительно 24,31 г/моль.

Количество молей магния: $\text{Моль магния} = \frac{\text{Масса магния}}{\text{Молярная масса магния}} = \frac{12 \, \text{г}}{24,31 \, \text{г/моль}} \approx 0,494 \, \text{моль магния}.$

Теперь давайте установим, сколько моль соляной кислоты (HCl) содержится в 150 г 10% раствора. Первым делом, найдем массу раствора HCl в этом растворе:

Масса соляной кислоты в растворе: $\text{Масса HCl в растворе} = \text{Объем раствора} \times \text{Концентрация HCl}.$

Концентрация HCl в 10% растворе означает, что в 100 г раствора содержится 10 г HCl. Поэтому в 150 г раствора будет содержаться: $\text{Масса HCl в растворе} = \frac{10 \, \text{г}}{100 \, \text{г}} \times 150 \, \text{г} = 15 \, \text{г HCl}.$

Теперь мы можем вычислить количество молей соляной кислоты, зная ее молярную массу (HCl = 36,46 г/моль): $\text{Моль HCl} = \frac{\text{Масса HCl в растворе}}{\text{Молярная масса HCl}} = \frac{15 \, \text{г}}{36,46 \, \text{г/моль}} \approx 0,411 \, \text{моль HCl}.$

Магний (Mg) и соляная кислота (HCl) реагируют в соотношении 1:2, так что моль магния и моль HCl связаны между собой соотношением 1:2. С учетом этого соотношения, количество молей магния будет определять количество молей HCl, участвующих в реакции:

Количество молей магния: 0,494 моль Количество молей HCl: 2 * 0,411 моль = 0,822 моль

Теперь, используя закон стехиометрии, мы знаем, что 1 моль магния реагирует с 2 молями HCl, поэтому моль магния ограничивает количество продуктов реакции. То есть 0,494 моль магния полностью реагируют с 0,494 * 2 = 0,988 молью HCl.

Теперь мы можем использовать уравнение состояния идеального газа для вычисления объема газа, выделяющегося в результате реакции магния с HCl. Объем газа можно выразить через количество молей и температуру:

$V = \frac{n \cdot R \cdot T}{P},$

где:

• $V$ - объем газа (в литрах),
• $n$ - количество молей газа,
• $R$ - универсальная газовая постоянная (приближенно равна 0,0821 л·атм/(моль·К)),
• $T$ - температура (в кельвинах),
• $P$ - давление (в атмосферах).

Предположим, что реакция происходит при комнатной температуре, примерно 298 K, и атмосферное давление, примерно 1 атмосфера. Тогда:

$V = \frac{0,494 \, \text{моль} \cdot 0,0821 \, \text{л·атм/(моль·К)} \cdot 298 \, \text{K}}{1 \, \text{атм}} \approx 11,68 \, \text{л}.$

Таким образом, примерно 11,68 литра газа выделится при реакции 12 г магния с 150 г 10% раствора соляной кислоты при условии комнатной температуры и атмосферного давления.