Какова массовая доля серной кислоты в исходном растворе, если для полного растворения магния массой 7.2 г потребовалось

Морской_Цветок

16

Чтобы решить эту задачу, давайте составим уравнение реакции между магнием и серной кислотой:

\[Mg + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2\]

Мы знаем, что масса магния составляет 7.2 г, а масса раствора серной кислоты — 250 г. Для того чтобы найти массовую долю серной кислоты (\(x\)), нам нужно найти соотношение между массами магния и серной кислоты.

Молярная масса магния (\(M_{Mg}\)) равна 24.31 г/моль, а молярная масса серной кислоты (\(M_{H_2SO_4}\)) равна 98.09 г/моль. Позвольте мне посчитать количество вещества магния и серной кислоты, используя следующие формулы:

\[n_{Mg} = \frac{m_{Mg}}{M_{Mg}}\]

\[n_{H_2SO_4} = \frac{m_{H_2SO_4}}{M_{H_2SO_4}}\]

где \(n_{Mg}\) — количество вещества магния, \(m_{Mg}\) — масса магния, \(n_{H_2SO_4}\) — количество вещества серной кислоты, \(m_{H_2SO_4}\) — масса серной кислоты.

Вычислим количество вещества магния:

\[n_{Mg} = \frac{7.2\ г}{24.31\ г/моль} \approx 0.296\ моль\]

Теперь вычислим количество вещества серной кислоты:

\[n_{H_2SO_4} = \frac{250\ г}{98.09\ г/моль} \approx 2.55\ моль\]

Зная балансованное уравнение реакции, мы видим, что один моль магния соответствует одному молью серной кислоты. Таким образом, количество вещества магния и серной кислоты сопоставимы.

Теперь мы можем найти массовую долю серной кислоты в исходном растворе, используя следующую формулу:

\[x = \frac{n_{H_2SO_4}}{n_{Mg}+n_{H_2SO_4}} \times 100\%\]

Подставим значения и вычислим:

\[x = \frac{2.55\ моль}{0.296\ моль + 2.55\ моль} \times 100\% \approx 89.6\%\]

Таким образом, массовая доля серной кислоты в исходном растворе составляет около 89.6%.