Дано:
- общее количество атомов магния (Mg) и цинка (Zn) = 1,86 * 10^23 атомов
Найти:
- объем газа (H2), выделившегося при реакции с серной кислотой.
Решение:
1. Определим общее количество вещества в смеси. Поскольку в данной смеси представлены два металла, будем считать их молекулярные массы:
M(Mg) = 24,3 г/моль
M(Zn) = 65,4 г/моль
2. Обозначим количество вещества магния как n(Mg) и количество вещества цинка как n(Zn). Количество атомов связано с количеством вещества следующим образом:
N = n * Na, где Na - число Авогадро (Na = 6,022 * 10^23 моль^-1).
Таким образом, можно записать:
n(Mg) + n(Zn) = N / Na,
где N = 1,86 * 10^23 атомов.
Следовательно,
(n(Mg) + n(Zn)) * Na = 1,86 * 10^23,
n(Mg) + n(Zn) = (1,86 * 10^23) / (6,022 * 10^23) ≈ 0,309 моль.
3. В реакциях магния и цинка с серной кислотой выделяется водород:
Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2↑
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑
Из уравнений видно, что 1 моль Mg или 1 моль Zn дает 1 моль H2.
4. Обозначим количество вещества водорода как n(H2):
n(H2) = n(Mg) + n(Zn) = 0,309 моль.
5. Теперь рассчитаем объем выделившегося газа при нормальных условиях (н. у.):
Объем одного моля газа при н. у. Vm = 22,4 дм3/моль.
Следовательно,
V(H2) = n(H2) * Vm = 0,309 моль * 22,4 дм3/моль ≈ 6,93 дм3.
Ответ:
Объем газа (H2), выделившегося при реакции, составляет примерно 6,93 дм3.