Question

Вычислить объем водорода, который выделяется при взаимодействии магния и 50гр. 5% раствора серной кислоты.

Answer 1

H2SO4 + Mg = MgSO4 + H2
m(H2SO4) = wmp = 0,05*50 = 2,5 г
n(H2SO4) = m/M = 2,5/98 = 0,03 моль
n(H2) = n(H2SO4) = 0,03 моль
V(H2) = Vmn = 22,4*0,03 = 0,672 л

Answer 2

Для решения этой задачи нам нужно использовать химическое уравнение химической реакции между магнием (Mg) и серной кислотой (H₂SO₄), а также применить законы стехиометрии.

Уравнение реакции выглядит следующим образом:

\[ Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂ \]

Согласно уравнению, 1 моль магния реагирует с 1 молью серной кислоты, и при этом выделяется 1 моль водорода.

1. Найти количество молей H₂SO₄: Масса раствора серной кислоты равна 50 г, и 5% из этого - это масса самой кислоты. Переведем массу в моль:

\[ \text{Масса } H₂SO₄ = 50 \, \text{г} \times 0.05 = 2.5 \, \text{г} \]

Теперь переведем массу в моль, используя молярную массу H₂SO₄. Молярная масса H₂SO₄ составляет приблизительно 98 г/моль:

\[ \text{Моли } H₂SO₄ = \frac{\text{Масса}}{\text{Молярная масса}} = \frac{2.5 \, \text{г}}{98 \, \text{г/моль}} \approx 0.0255 \, \text{моль} \]

2. Определить количество молей H₂ (водорода):

Согласно уравнению реакции, количество молей H₂ равно количеству молей H₂SO₄. Таким образом, \(n(\text{H₂}) = 0.0255 \, \text{моль}\).

3. Рассчитать объем водорода:

Для расчета объема водорода воспользуемся уравнением состояния идеального газа:

\[ PV = nRT \]

где: - \( P \) - давление газа (предположим, нормальное атмосферное давление, около 1 атмосферы), - \( V \) - объем газа, - \( n \) - количество молей газа, - \( R \) - универсальная газовая постоянная (приблизительно 0.0821 л*атм/(моль*К)), - \( T \) - температура в кельвинах.

Если предположить комнатную температуру (около 298 K), то:

\[ V = \frac{nRT}{P} = \frac{(0.0255 \, \text{моль})(0.0821 \, \text{л} \cdot \text{атм}/(\text{моль} \cdot \text{К})(298 \, \text{К})}{1 \, \text{атм}} \approx 0.615 \, \text{л} \]

Таким образом, при взаимодействии 50 г 5% раствора серной кислоты с магнием выделяется примерно 0.615 л водорода.