Вопрос школьника
10,2 г образца частично окисленного магния обработали избытком раствора серной кислоты. При этом выделилось 7,48 л водорода (н.у.). вычислите массовую долю (%) магния в этом образце
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать закон пропорций Лавуазье-Лапласа, который гласит, что масса вещества, выделившегося при электролизе, пропорциональна количеству электричества, прошедшего через раствор.
Масса водорода, выделившегося при электролизе, можно вычислить по формуле:
m(H2) = V(H2) * ρ(H2) = 7,48 л * 0,0899 г/л = 0,671 г
Зная массу выделившегося водорода, можно вычислить количество электричества, прошедшего через раствор, по формуле:
Q = m(H2) / (2 * M(H2) * F) = 0,671 г / (2 * 2,016 г/моль * 96 485 Кл/моль) = 0,00347 Кл
Здесь M(H2) — молярная масса водорода, F — постоянная Фарадея.
Количество электричества, прошедшего через раствор, пропорционально количеству магния, присутствующего в образце. Поэтому можно вычислить массу магния в образце по формуле:
m(Mg) = Q * (Mg / 2F) = 0,00347 Кл * (24,31 г/моль / 2 * 96 485 Кл/моль) = 0,00402 г
Таким образом, массовая доля магния в образце равна:
x(Mg) = m(Mg) / m(образца) * 100% = 0,00402 г / 10,2 г * 100% = 0,0394%
