В соляной кислоте полностью «растворился» порошок магния, масса которого 6 г. Количество вещества и объем выделившегося водорода (при н. у.) :1: 0,5 моль; 11,2 л 2: 0,25 моль; 5,6 л 3: 0,25 моль; 11,2 л 4: 0,1 моль; 2,24 л
В соляной кислоте полностью «растворился» порошок магния, масса которого 6 г. Количество вещества и объем выделившегося водорода (при н. у.) :1: 0,5 моль; 11,2 л 2: 0,25 моль; 5,6 л 3: 0,25 моль; 11,2 л 4: 0,1 моль; 2,24 л
Для решения задачи сначала запишем химическую реакцию между магнием (Mg) и соляной кислотой (HCl):
[ \text{Mg} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{MgCl}_2 + \text{H}_2 \uparrow ]
Из уравнения реакции видно, что один моль магния реагирует с двумя молями соляной кислоты, выделяя один моль водорода ((\text{H}_2)).
Молярная масса магния ((\text{Mg})) составляет 24,3 г/моль. Следовательно, количество вещества магния ((n)) можно найти по формуле:
[ n(\text{Mg}) = \frac{m}{M} = \frac{6 \, \text{г}}{24,3 \, \text{г/моль}} \approx 0,247 \, \text{моль} ]
Согласно стехиометрии реакции, 1 моль магния дает 1 моль водорода. Значит, 0,247 моль магния даст 0,247 моль водорода.
При нормальных условиях (н. у.) один моль газа занимает объем 22,4 литра. Поэтому объем выделившегося водорода ((V)) равен:
[ V = n(\text{H}_2) \times 22,4 \, \text{л/моль} = 0,247 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} \approx 5,53 \, \text{л} ]
Таким образом, приближенные значения количества вещества водорода и объема выделившегося водорода составляют 0,25 моль и 5,6 л соответственно.
Правильный ответ: 2: 0,25 моль; 5,6 л.
Для решения данной задачи необходимо использовать уравнение химической реакции между магнием и соляной кислотой:
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2
Из уравнения видно, что 1 моль магния образует 1 моль водорода. Поэтому, если количество магния равно 0,5 моль, то и количество выделившегося водорода также будет равно 0,5 моль.
Объем водорода при н. у. можно рассчитать по уравнению состояния идеального газа: V = nRT/P, где n - количество вещества в молях, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах, P - давление.
При н. у. температура равна 273 К, давление равно 1 атмосфере, универсальная газовая постоянная R = 0,0821 латм/(мольК).
Теперь можем рассчитать объем выделившегося водорода для каждого варианта:
1: V = 0,5 0,0821 273 / 1 = 11,2 л 2: V = 0,25 0,0821 273 / 1 = 5,6 л 3: V = 0,25 0,0821 273 / 1 = 5,6 л 4: V = 0,1 0,0821 273 / 1 = 2,24 л
Таким образом, правильный ответ на вопрос - вариант 1: 0,5 моль вещества и 11,2 л объем выделившегося водорода.
