Вопрос школьника
Какой объем водорода (н.у.) выделится при действии 63,5 мл 16 % раствора соляной кислоты (плотность 1,078 г/мл) на 2,4 г магния? Хватит ли полученного водорода на полное восстановление железа из 5,76 г оксида железа (II)?
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать уравнение реакции между соляной кислотой и магнием:
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2
Из уравнения видно, что на каждый моль магния выделяется один моль водорода. Для расчета количества выделившегося водорода необходимо определить количество магния, содержащегося в 2,4 г. Для этого необходимо разделить массу магния на его молярную массу:
n(Mg) = m(Mg) / M(Mg) = 2,4 г / 24,31 г/моль = 0,0988 моль
Так как соляная кислота является 16% раствором, то ее концентрация составляет:
c(HCl) = 16% / 100% * 1 г/мл / 36,46 г/моль = 0,00438 моль/мл
Объем соляной кислоты, необходимый для реакции с магнием, можно определить, разделив количество магния на коэффициент при нем в уравнении реакции и умножив на объем моля газа при нормальных условиях (н.у.):
V(HCl) = n(Mg) / 2 * 22,4 л/моль = 1,11 л
Таким образом, при реакции 63,5 мл 16% раствора соляной кислоты с 2,4 г магния выделится 0,0494 моль водорода (63,5 мл * 0,00438 моль/мл), что при н.у. составляет:
V(H2) = 0,0494 моль * 22,4 л/моль = 1,11 л
Для полного восстановления 5,76 г оксида железа (II) необходимо 0,1 моль водорода (согласно уравнению реакции):
FeO + H2 → Fe + H2O
Таким образом, полученного водорода достаточно для полного восстановления железа из 5,76 г оксида железа (II).
