Question

Магниевую стружку массой `12,5` г поместили в раствор соляной кислоты массой `146` г и массовой долей `20%`. Выделившийся в результате реакции водород сожгли. Рассчитайте массу образовавшейся воды, если её выход составил `75%`.
СРОЧНО

Answer 1

Дано:

m(Mg) = 12,5г

m(р-ра) = 146г

w(HСl) = 20%

$\eta(H_2O)=75\%$

Найти: m(H₂O)

Решение:

Сначала составим уравнение первой химической реакции:

ᅠᅠ$Mg~+~2HCl~\longrightarrow~MgCl_2~+~H_2$

Нам нужно рассчитать количество вещества выделившегося водорода. Сначала вычислим, какой из реагентов в недостатке - магний или соляная кислота.

Найдём количество вещества магния, зная его массу:

ᅠᅠ$n(Mg)=\dfrac{m(Mg)}{M(Mg)}=\dfrac{12,5}{24}=0,5208$ моль

Найдём, какая масса соляной кислоты находится в её растворе:

ᅠᅠ$m(HCl)=w(HCl)\cdot m(p-pa)=\dfrac{20}{100} \cdot 146 = 29,2$ грамма

Исходя из массы найдём количество вещества соляной кислоты:

ᅠᅠ$n(HCl)=\dfrac{m(HCl)}{M(HCl)}=\dfrac{29,2}{36,5}=0,8$ моль

Сравниваем $n(HCl)$ и $n(Mg)$, и понимаем, что в недостатке у нас находится магний. Следовательно для дальнейших расчётов будем использовать его.

По уравнению реакции найдём количество вещества выделившегося водорода:

ᅠᅠ$n(H_2)=\dfrac{1}{1}\cdot n(Mg) = 1\cdot 0,5208 = 0,5208$ моль

Выделившийся водород сожгли, следовательно второе уравнение реакции:

ᅠᅠ$2H_2 + O_2 \longrightarrow 2H_2O$

По уравнению реакции найдём теоретическое количество вещества воды, зная количество вещества водорода:

ᅠᅠ$n_{teor}(H_2O)=\dfrac{2}{2}\cdot n(H_2) = 1 \cdot 0,5208 = 0,5208$ моль

Исходя из теоретического количества вещества найдём практическое количество вещества воды, зная её выход:

ᅠᅠ$n_{pract}(H_2O)=n_{teor}(H_2O)\cdot \eta(H_2O)= 0,5208 \cdot \dfrac{75}{100}=0,3906$

По количеству вещества воды рассчитаем её массу:

ᅠᅠ$m(H_2O) = n_{pracr}(H_2O) \cdot M(H_2O)= 0,3906 \cdot 18 = 7,03$ грамм

Ответ: m(H₂O) = 7,03 грамм.