технический магний массой 70г обработали избытком серной кислоты. при этом выделилось 11,2л газа (н. у.). определите массовую долю примесей ...
Условие:
Решение:
Для решения этой задачи, нам необходимо использовать закон пропорций в химии, известный как закон Гей-Люссака. Согласно этому закону, объем газа, выделяющегося или поглощающегося при химической реакции, пропорционален количеству вещества, участвующего в реакции.
Сначала определим количество вещества магния, участвующего в реакции. Для этого воспользуемся молярной массой магния (24,31 г/моль) и массой образца (70 г):
Количество вещества магния = масса магния / молярная масса магния Количество вещества магния = 70 г / 24,31 г/моль
Теперь, используя соотношение между количеством вещества и объемом газа, найдем количество вещества серной кислоты, участвующей в реакции. По уравнению реакции, каждый моль магния соответствует 1 моль серной кислоты:
Количество вещества серной кислоты = количество вещества магния
Теперь, чтобы найти массовую долю примесей в образце магния, нужно знать массу чистого магния в образце. Для этого вычтем массу серной кислоты из общей массы образца:
Масса чистого магния = масса образца - масса серной кислоты
Наконец, массовую долю примесей можно выразить как отношение массы примесей к общей массе образца, умноженное на 100%:
Массовая доля примесей = (масса примесей / общая масса образца) * 100%
Подставим известные значения:
Масса образца = 70 г Объем газа = 11,2 л Молярная масса магния = 24,31 г/моль
Количество вещества магния = 70 г / 24,31 г/моль = 2,87 моль
Так как каждый моль магния соответствует 1 моль серной кислоты, количество вещества серной кислоты также равно 2,87 моль.
Масса чистого магния = 70 г - масса серной кислоты
Теперь нам нужно найти массу серной кислоты. Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
PV = nRT
где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.
При нормальных условиях (н. у.), давление равно 1 атмосфере (101,325 кПа), температура равна 273,15 К, а универсальная газовая постоянная R равна 0,0821 латм/(мольК).
Теперь мы можем найти количество вещества газа:
n = PV / RT n = (1 атм * 11,2 л) / (0,0821 латм/(мольК) * 273,15 К) n ≈ 0,45 моль
Таким образом, количество вещества серной кислоты, участвующей в реакции, составляет 0,45 моль.
Теперь мы можем найти массу серной кислоты:
Масса серной кислоты = количество вещества серной кислоты * молярная масса серной кислоты
Молярная масса серной кислоты (H2SO4) равна 98,09 г/моль.
Масса серной кислоты = 0,45 моль * 98,09 г/моль ≈ 44,14 г
Теперь мы можем найти массу чистого магния:
Масса чистого магния = 70 г - 44,14 г ≈ 25,86 г
Наконец, вычислим массовую долю примесей:
Массовая доля примесей = (масса примесей / общая масса образца) * 100% Массовая доля примесей = (44,14 г / 70 г) * 100% ≈ 63,06%
Таким образом, массовая доля примесей в образце технического магния составляет примерно 63,06%.