Какова масса магния, прореагировавшего со сверхизбытком серной кислоты, если в результате выделилось 56 дм3 водорода

Yaroslav

3

Давайте решим данную задачу по шагам.

Шаг 1: Определение реакции

Из условия задачи следует, что магний прореагировал со сверхизбытком серной кислоты (H2SO4). Данное уравнение реакции можно записать следующим образом:
\[Mg + H2SO4 \rightarrow MgSO4 + H2\]

Шаг 2: Расчет количества вещества водорода

Водород получен в результате реакции магния с серной кислотой. Из условия задачи известно, что объем выпущенного водорода равен 56 дм3 при нормальных условиях (н.у.). Для расчета количества вещества водорода воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
\[PV = nRT\]
где P - давление, V - объем газа, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.

При нормальных условиях, давление (P) равно 1 атмосфере, универсальная газовая постоянная (R) равна 0.0821 л × атм / (моль × К), а температура (T) равна 273 К (0 градусов Цельсия).

Теперь мы можем рассчитать количество молей водорода:
\[n = \frac{{PV}}{{RT}}\]
\[n = \frac{{1 \text{{ атм}} \times 56 \text{{ дм}}^3}}{{0.0821 \text{{ л}} \times \text{{ атм}} / (\text{{моль}} \times \text{{К}}) \times 273 \text{{ К}}}}\]

Подставив значения и выполним вычисления:
\[n = \frac{{1 \times 56}}{{0.0821 \times 273}} \approx 2.27 \text{{ моль}}\]

Таким образом, количество молей водорода, выделившегося при реакции, равно примерно 2.27 молей.

Шаг 3: Поиск массы магния

Для нахождения массы магния воспользуемся стехиометрическим коэффициентом реакции между магнием и водородом. Из уравнения реакции видно, что на каждый моль молекулы магния требуется образование одного моля водорода. Таким образом, количество молей магния равно количеству молей выделившегося водорода.

Подставим значение количества молей водорода и выполним вычисления:
\[m = n \times MM\]
где m - масса, MM - молярная масса элемента.

Молярная масса магния (MM) равна 24.305 г/моль. Подставим значения и выполним вычисления:
\[m = 2.27 \times 24.305 \approx 55.2 \text{ г}\]

Таким образом, масса магния, прореагировавшего со сверхизбытком серной кислоты, составляет примерно 55.2 г.

Шаг 4: Расчет количества молекул кислоты

Для расчета количества молекул кислоты, участвовавшей в реакции, мы должны знать количество молей кислоты, которое прореагировало. Но из условия задачи нам неизвестно начальное количество кислоты. Тем не менее, мы можем найти количество молекул кислоты, учитывая, что на каждый моль молекулы кислоты образуется одно молекулярное соединение MgSO4 в результате реакции.

Таким образом, количество молекул кислоты равно количеству молекул соединения MgSO4, которое было образовано. Для расчета количества молекул соединения MgSO4 воспользуемся формулой:
\[N = n \times N_A\]
где N - количество молекул, n - количество молей, \(N_A\) - число Авогадро (6.022 × \(10^{23}\) молекул/моль).

Подставим значение количества молей и выполним вычисления:
\[N = 2.27 \times 6.022 × 10^{23} \approx 1.366 \times 10^{24} \text{ молекул}\]

Таким образом, мы можем сказать, что количество молекул кислоты, участвовавших в реакции, составляет примерно \(1.366 \times 10^{24}\) молекул.

В итоге, масса магния, прореагировавшего со сверхизбытком серной кислоты, составляет примерно 55.2 г, а количество молекул кислоты, участвовавших в реакции, составляет примерно \(1.366 \times 10^{24}\) молекул.