Дано: m(Mg с прим.)=120 г, ω(примесей)=2,5%
Найти: V(H2)-?
Решение
1-й способ
1. Рассчитываем массовую долю чистого магния:
ω(Mg)=100%-ω(примесей)=100%-2,5%=97,5%
2. Рассчитываем массу чистого магния:
m(Mg)=ω(Mg)•m(Mg с прим.):100%=97,5%•120 г:100%=117 г
3. Вычисляем количество вещества магния массой 117 г по формуле: n=m/M, где M ― молярная масса.
Mr(Mg)=24, поэтому M(Mg)=24 г/моль
n(Mg)=m(Mg)/M(Mg)=117 г : 24 г/моль=4,875 моль
4. Составим химическое уравнение:
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑
По уравнению реакции n(Mg):n(H2)=1:1, количество вещества одинаковое, поэтому
n(H2)=n(Mg)=4,875 моль
5. Вычисляем объём водорода количеством вещества 4,875 моль по формуле: V=n•VM, где VM ― молярный объём.
V(H2)=n(H2)•VM=4,875 моль • 22,4 л/моль=109,2 л
2-й способ
1. Рассчитываем массу примесей в смеси магния:
m(примесей)=ω(примесей)•m(Mg с прим.):100%=2,5%•120 г : 100%=3 г
2. Рассчитываем массу чистого магния:
m(Mg)=m(Mg с прим.) – m(примесей)=120 г – 3 г=117 г
3. Составим химическое уравнение:
117 г х л
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑
24 г 22,4 л
Над формулами соединений Mg и H2 записываем вычисленную массу магния (117 г) и неизвестный объём водорода (х л), а под формулами соединений ― массу и объём соответствующего количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении. При н.у. 1 моль любого газа занимает объем 22,4 л.
M(Mg)=24 г/моль, масса 1 моль=24 г
4. Объём водорода рассчитываем с помощью пропорции:
117 г / 24 г = х л / 22,4 л, отсюда
х=V(H2)=117 г • 22,4 л : 24 г=109,2 л
Ответ: при растворении в соляной кислоте 120 г магния, содержащего 2,5% примесей, выделится 109,2 л водорода (н.у.).