Какой объём водорода (н. у.) выделится при взаимодействии магния из 600 г раствора сульфатной кислоты, если доля кислоты составляет 15%?

Химия 1 класс Реакции металлов с кислотами объём водорода взаимодействие магния сульфатная кислота химические реакции растворы 11 класс химия расчет объема Новый

Ответ:

Давайте решим задачу шаг за шагом.

1. Находим массу серной кислоты в растворе:

У нас есть 600 г раствора сульфатной кислоты, и доля кислоты составляет 15%. Чтобы найти массу кислоты, используем формулу:

Масса кислоты = Масса раствора * Массовая доля кислоты

Масса кислоты = 600 г * 0,15 = 90 г

2. Составляем уравнение реакции:

Магний реагирует с серной кислотой по следующему уравнению:

Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂

3. Определяем количество вещества серной кислоты:

Теперь нам нужно найти количество вещества (моль) серной кислоты. Для этого используем формулу:

n(H₂SO₄) = m(H₂SO₄) / M(H₂SO₄)

Где M(H₂SO₄) — молярная масса серной кислоты, которая составляет 98 г/моль.

n(H₂SO₄) = 90 г / 98 г/моль ≈ 0,92 моль

4. Определяем количество водорода:

Согласно уравнению реакции, на каждую молекулу серной кислоты выделяется одна молекула водорода. Таким образом, количество вещества водорода будет равно количеству вещества серной кислоты:

n(H₂) = n(H₂SO₄) ≈ 0,92 моль

5. Находим объем водорода при нормальных условиях:

Используем уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона):

PV = nRT

При нормальных условиях (н.у.): P = 1 атм, T = 273 К, R = 0,082 л·атм/(моль·К).

Теперь можем найти объем водорода:

V(H₂) = n(H₂) * RT / P

V(H₂) ≈ 0,92 моль * 0,082 л·атм/(моль·К) * 273 К / 1 атм ≈ 20,6 литров

Ответ:

При взаимодействии магния с 600 г раствора сульфатной кислоты массовой долей кислоты 15% выделится около 20,6 литров водорода при нормальных условиях.

Пояснение:

В этой задаче мы последовательно выполнили все шаги, начиная с нахождения массы кислоты в растворе, затем составили уравнение реакции, определили количество вещества кислоты и, наконец, вычислили объем выделившегося водорода. Это пример классической реакции между металлом и кислотой, где выделяется газ. Важно понимать, как использовать формулы и уравнения для решения подобных задач.