Взяли смесь медных и магниевых опилок массой 48 г и добавили избыток соляной кислоты. При реакции выделился объем

Тайсон

14

Для решения данной задачи мы можем использовать знание об объемах и массах реагентов, затрачиваемых и выделяющихся при химических реакциях.

Первым шагом найдем количество молей водорода, выделившегося при реакции. Для этого воспользуемся уравнением реакции, которое показывает соотношение между количеством веществ, участвующих в реакции. В данном случае, уравнение реакции между магнием (Mg) и соляной кислотой (HCl) выглядит следующим образом:

\[ Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2 \]

Из уравнения видно, что каждый моль магния реагирует с 2 молями соляной кислоты и образует 1 моль водорода. Таким образом, если объем водорода составляет 2,24 л, то количество молей водорода будет равно 1 моль.

Теперь нам нужно найти массу магния в смеси. Поскольку мы знаем, что магний и медь составляют всю смесь, то можно предположить, что сумма их масс равна массе смеси. Давайте обозначим массу магния как \(m_{Mg}\) и массу меди как \(m_{Cu}\). Тогда мы можем записать следующее уравнение:

\[ m_{Mg} + m_{Cu} = 48 \text{ г} \]

Теперь нам нужно выразить массу магния в процентах от общей массы смеси. Для этого найдем отношение массы магния к общей массе смеси и умножим его на 100:

\[ \% \text{Mg} = \frac{{m_{Mg}}}{{m_{Mg} + m_{Cu}}} \times 100 \]

После нахождения отношения мы округлим его до целых чисел.

Итак, для решения задачи, нам нужно решить систему уравнений:

\[ \begin{cases} m_{Mg} + m_{Cu} = 48 \\ \% \text{Mg} = \frac{{m_{Mg}}}{{m_{Mg} + m_{Cu}}} \times 100 \end{cases} \]

Выполним расчеты:

\[ \begin{cases} m_{Mg} = 48 - m_{Cu} \\ \% \text{Mg} = \frac{{48 - m_{Cu}}}{{48}} \times 100 \end{cases} \]

Подставим выражение для \(m_{Mg}\) во второе уравнение:

\[ \% \text{Mg} = \frac{{48 - m_{Cu}}}{{48}} \times 100 \]

Выразим массу меди \(m_{Cu}\) через объем водорода:

\[ n_{H2} = V_{H2} / V_m \]

Где \(n_{H2}\) - количество молей водорода, \(V_{H2}\) - объем водорода (2,24 л), а \(V_m\) - молярный объем при нормальных условиях (22,4 л/моль).

\[ n_{H2} = 2,24 / 22,4 = 0,1 \text{ моль} \]

Поскольку каждый моль магния образует 1 моль водорода, то количество молей магния также будет равно 0,1.

Теперь найдем массу магния:

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

Где \(M_{Mg}\) - молярная масса магния. Молярная масса магния равна 24,3 г/моль.

\[ m_{Mg} = 0,1 \times 24,3 = 2,43 \text{ г} \]

Теперь мы можем найти массу меди, вычитая массу магния из общей массы смеси:

\[ m_{Cu} = 48 - m_{Mg} = 48 - 2,43 = 45,57 \text{ г} \]

Найдем массовую долю магния в процентах, округлив до целых чисел:

\[ \% \text{Mg} = \frac{{m_{Mg}}}{{m_{Cu} + m_{Mg}}} \times 100 = \frac{{2,43}}{{45,57 + 2,43}} \times 100 \approx 5 \text{ \%} \]

Таким образом, массовая доля магния в этой смеси составляет около 5%.