Question

Вычислите количество вещества водорода (н.у.), образующегося при взаимодействии 72 г магния с разбавленной серной кислотой.

Answer 1

Чтобы решить эту задачу, нужно использовать химические уравнения и стехиометрию. Давайте напишем уравнение реакции между магнием и разбавленной серной кислотой:

\[ \text{Mg} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{MgSO}_4 + \text{H}_2 \]

Из уравнения видно, что на каждый моль магния образуется один моль водорода.

1. Найдем количество молей магния в данном примере. Масса магния \( \text{Mg} \) равна 72 г.

\[ \text{Моли магния} = \frac{\text{Масса магния}}{\text{Масса молекулы магния}} \]

Масса молекулы магния (\( \text{Mg} \)) примерно равна \( 24 \, \text{г/моль} \) (взято из таблицы молекулярных масс). Подставим значения:

\[ \text{Моли магния} = \frac{72 \, \text{г}}{24 \, \text{г/моль}} = 3 \, \text{моль} \]

2. Так как каждый моль магния даёт один моль водорода, количество молей водорода будет также равно 3 моля.

3. Теперь используем уравнение состояния идеального газа (\(PV = nRT\)) для вычисления объема водорода. Предположим, что реакция происходит при стандартных условиях (0 градусов Цельсия и 1 атмосферное давление).

\[ V = \frac{nRT}{P} \]

где: \( V \) - объем водорода, \( n \) - количество молей водорода, \( R \) - универсальная газовая постоянная (\(0.0821 \, \text{л} \cdot \text{атм} / \text{моль} \cdot \text{К}\)), \( T \) - температура в кельвинах, \( P \) - давление.

Подставим значения:

\[ V = \frac{(3 \, \text{моль})(0.0821 \, \text{л} \cdot \text{атм} / \text{моль} \cdot \text{К})(273 \, \text{K})}{1 \, \text{атм}} \approx 6.75 \, \text{л} \]

Таким образом, образуется примерно 6.75 л водорода (н.у.) при реакции 72 г магния с разбавленной серной кислотой.