Какова масса (в граммах) магния, прореагировавшего с избытком соляной кислоты, если при этой реакции было выделено

Космическая_Следопытка

55

Задача: Какова масса (в граммах) магния, прореагировавшего с избытком соляной кислоты, если при этой реакции было выделено 112 дм³ водорода (н.у.)? Какое количество молекул кислоты вступило в реакцию?

Для решения данной задачи мы будем использовать следующие шаги:

Шаг 1: Напишем уравнение реакции между магнием и соляной кислотой:
\[Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2\]

Шаг 2: Определим количество молей водорода, выделенного при реакции. Для этого воспользуемся уравнением и идеальным газовым законом:
\[n(H_2) = \frac{V}{V_m}\]
где \(n(H_2)\) - количество молей водорода, \(V\) - объем водорода (112 дм³), \(V_m\) - молярный объем газа при нормальных условиях (22,4 л/моль).

Подставляем значения:
\[n(H_2) = \frac{112}{22,4} = 5 моль\]

Шаг 3: Из уравнения реакции видно, что каждый молекула магния реагирует с 2 молями соляной кислоты. Поэтому количество молекул соляной кислоты будет в два раза больше, чем количество молекул водорода:
\[n(HCl) = 2 \cdot n(H_2) = 2 \cdot 5 = 10 моль\]

Шаг 4: Теперь мы можем рассчитать массу магния, используя соотношение между массой и количеством вещества:
\[m(Mg) = n(Mg) \cdot M(Mg)\]
где \(m(Mg)\) - масса магния, \(n(Mg)\) - количество молей магния, \(M(Mg)\) - молярная масса магния.

Молярная масса магния равна 24 г/моль.

Подставляем значения:
\[m(Mg) = 5 \cdot 24 = 120 г\]

Ответ: Масса магния, прореагировавшего с избытком соляной кислоты, равна 120 г.

Теперь перейдем ко второй части задачи: Какое количество молекул кислоты вступило в реакцию?

Шаг 5: Чтобы рассчитать количество молекул соляной кислоты, сначала нам нужно знать количество молей соляной кислоты. У нас есть эта информация из предыдущего шага: \(n(HCl) = 10\) моль.

Шаг 6: Теперь мы можем рассчитать количество молекул соляной кислоты, умножив количество молей на постоянную Авогадро:
\[N(HCl) = n(HCl) \cdot N_A\]
где \(N(HCl)\) - количество молекул соляной кислоты, \(N_A\) - постоянная Авогадро (6,02214179 × 10²³ моль⁻¹).

Подставляем значения:
\[N(HCl) = 10 \cdot 6,02214179 × 10²³ = 6,02214179 × 10²⁴ молекул\]

Ответ: Количество молекул соляной кислоты, которые вступили в реакцию, равно 6,02214179 × 10²⁴ молекул.