Дано:
масса магния (Mg) = 1 г
масса железа (Fe) = 1 г
масса меди (Cu) = 1 г
Найти:
номера стаканчиков, по мере уменьшения массы растворов после окончания реакций
Решение:
Реакции магния, железа и меди с соляной кислотой можно записать следующим образом:
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 ↑
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 ↑
Cu + 2HCl → CuCl2 + H2 ↑
При этом масса выделенного водорода будет пропорциональна количеству металла, участвующего в реакции. Таким образом, для определения порядка уменьшения массы растворов после реакций нужно вычислить массу выделенного водорода для каждого металла.
Масса выделенного водорода (mH2) вычисляется по формуле:
mH2 = V * ρ * M / 22.4
где V - объем выделенного водорода (в л), ρ - плотность водорода (0.0899 г/л при н.у.), M - молярная масса водорода (2 г/моль), 22.4 - молярный объем газа при н.у.
Объем выделенного водорода можно определить по объему газовой колбы, но предположим, что объем газа для всех реакций одинаковый и равен 22.4 л (молярный объем газа при н.у.).
Тогда масса выделенного водорода для каждого металла будет равна:
mH2(Mg) = 22.4 * 0.0899 * 2 / 22.4 = 0.2 г
mH2(Fe) = 22.4 * 0.0899 * 2 / 22.4 = 0.2 г
mH2(Cu) = 22.4 * 0.0899 * 2 / 22.4 = 0.2 г
Таким образом, масса растворов после реакций уменьшится на 0.2 г для каждого металла. Порядок уменьшения массы растворов будет зависеть от массы металла, участвующего в реакции.
Масса раствора до реакции будет равна массе раствора после реакции плюс массе выделенного водорода:
m(MgCl2) = m(HCl) - m(H2) = 1 - 0.2 = 0.8 г
m(FeCl2) = m(HCl) - m(H2) = 1 - 0.2 = 0.8 г
m(CuCl2) = m(HCl) - m(H2) = 1 - 0.2 = 0.8 г
Таким образом, порядок уменьшения массы растворов будет таким:
1. стаканчик под номером 1 (с магнием)
2. стаканчик под номером 2 (с железом)
3. стаканчик под номером 3 (с медью)
Ответ: 1, 2, 3.