Задание №22 — Расчёты

Решение.

1. Сначала составим уравнение химической реакции между магнием и соляной кислотой. Магний — активный металл, который вытесняет водород из кислот-неокислителей. Поскольку магний взят в избытке, расчёт будем вести по количеству кислоты.
$Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_{2} + H_{2} \uparrow$

2. Найдём массу чистого хлороводорода ($HCl$) в растворе соляной кислоты. Для этого массу раствора умножим на массовую долю вещества (в долях единицы):
$m(HCl) = m(р-ра) \cdot \omega(HCl) = 146 \text{ г} \cdot 0,20 = 29,2 \text{ г}$

3. Вычислим количество вещества (число моль) хлороводорода. Молярная масса $M(HCl) = 1 + 35,5 = 36,5 \text{ г/моль}$:
$n(HCl) = \frac{m(HCl)}{M(HCl)} = \frac{29,2 \text{ г}}{36,5 \text{ г/моль}} = 0,8 \text{ моль}$

4. Определим количество вещества выделившегося газа (водорода). Согласно уравнению реакции, из 2 моль $HCl$ образуется 1 моль $H_{2}$. Следовательно, количество водорода в 2 раза меньше количества кислоты:
$n(H_{2}) = \frac{1}{2} n(HCl) = \frac{0,8 \text{ моль}}{2} = 0,4 \text{ моль}$

5. Вычислим объём водорода при нормальных условиях (н.у.), используя молярный объём газа $V_{m} = 22,4 \text{ л/моль}$:
$V(H_{2}) = n(H_{2}) \cdot V_{m} = 0,4 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 8,96 \text{ л}$

Ответ: 8,96 л

Источник: ФИПИ