Какой практический выход водорода можно рассчитать, если в соляную кислоту массой 160 г с массовой долей хлороводорода 8,46 % поместили навеску магния массой 4,88 г, и объём выделившегося газа (н. у.) составил 4,12 дм³?

Химия 11 класс Реакции металлов с кислотами выход водорода соляная кислота массовая доля хлороводорода навеска магния Объём газа химические реакции расчёт выхода газа 11 класс химия практическое применение химии магний и соляная кислота Новый

Для того чтобы рассчитать практический выход водорода, необходимо выполнить несколько шагов. Давайте разберем их подробно.

Шаг 1: Определение количества хлороводорода в соляной кислоте

• Сначала найдем массу хлороводорода в соляной кислоте. Для этого используем формулу:
• Масса хлороводорода = масса раствора * массовая доля хлороводорода.
• Масса раствора = 160 г, массовая доля хлороводорода = 8,46% = 0,0846.
• Масса хлороводорода = 160 г * 0,0846 = 13,536 г.

Шаг 2: Определение количества магния

• Теперь найдем количество молей магния. Для этого используем его молярную массу:
• Молярная масса магния (Mg) = 24,3 г/моль.
• Количество молей магния = масса магния / молярная масса магния = 4,88 г / 24,3 г/моль = 0,201 моль.

Шаг 3: Определение количества хлороводорода в молях

• Теперь найдем количество молей хлороводорода. Молярная масса хлороводорода (HCl) = 36,5 г/моль.
• Количество молей хлороводорода = масса хлороводорода / молярная масса хлороводорода = 13,536 г / 36,5 г/моль = 0,370 моль.

Шаг 4: Определение реагента, который ограничивает реакцию

• Реакция между магнием и хлороводородом протекает по уравнению:
• Mg + 2HCl → MgCl2 + H2.
• Согласно уравнению, 1 моль Mg реагирует с 2 молями HCl.
• Для 0,201 моль Mg потребуется 0,201 * 2 = 0,402 моль HCl.
• Так как у нас есть только 0,370 моль HCl, то именно хлороводород является ограничивающим реагентом.

Шаг 5: Определение теоретического выхода водорода

• Согласно уравнению реакции, 2 моля HCl дают 1 моль H2.
• Количество молей H2, которое можно получить из 0,370 моль HCl:
• Количество H2 = 0,370 / 2 = 0,185 моль.

Шаг 6: Определение объема водорода при н.у.

• При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л (или 22,4 дм³).
• Объем водорода = количество H2 * 22,4 дм³/моль = 0,185 моль * 22,4 дм³/моль = 4,144 дм³.

Шаг 7: Рассчет практического выхода водорода

• Практический выход водорода составил 4,12 дм³.
• Теперь рассчитаем процент выхода:
• Процент выхода = (практический выход / теоретический выход) * 100% = (4,12 дм³ / 4,144 дм³) * 100% ≈ 99,23%.

Таким образом, практический выход водорода составляет приблизительно 99,23% от теоретически возможного.