Номер 224, страница 48 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

224. Гидроксид магния имеет широкое применение. Он используется для очистки сточных вод, в качестве огне-защитного средства в термопластических полимерах, как добавка в моющие средства, для рафинирования сахара, в качестве компонента зубных паст. Рассчитайте максимальную массу гидроксида магния, который можно получить из хлорида магния массой 450 кг.

Дано:

$m(MgCl_2) = 450$ кг

Перевод в г/моль для расчетов:

$m(MgCl_2) = 450 \times 1000 \text{ г} = 450000$ г

Найти:

$m(Mg(OH)_2)$ — ?

Решение:

Для определения максимальной массы гидроксида магния, которую можно получить из хлорида магния, необходимо составить уравнение химической реакции. Гидроксид магния $Mg(OH)_2$ является нерастворимым основанием, и его можно получить реакцией обмена между растворимой солью магния (в данном случае, хлоридом магния $MgCl_2$) и щелочью (например, гидроксидом натрия $NaOH$).

1. Составим уравнение химической реакции. В результате взаимодействия хлорида магния с гидроксидом натрия образуется осадок гидроксида магния и хлорид натрия.

$MgCl_2 + 2NaOH \rightarrow Mg(OH)_2 \downarrow + 2NaCl$

Из уравнения реакции видно, что из 1 моль хлорида магния образуется 1 моль гидроксида магния. Следовательно, их количества вещества соотносятся как 1:1.

$n(MgCl_2) = n(Mg(OH)_2)$

2. Рассчитаем молярные массы ($M$) исходного вещества ($MgCl_2$) и продукта ($Mg(OH)_2$), используя относительные атомные массы элементов из Периодической системы Д.И. Менделеева (округлим до стандартных значений):

$Ar(Mg) = 24$

$Ar(Cl) = 35,5$

$Ar(O) = 16$

$Ar(H) = 1$

Молярная масса хлорида магния:

$M(MgCl_2) = Ar(Mg) + 2 \times Ar(Cl) = 24 + 2 \times 35,5 = 24 + 71 = 95$ г/моль.

Молярная масса гидроксида магния:

$M(Mg(OH)_2) = Ar(Mg) + 2 \times (Ar(O) + Ar(H)) = 24 + 2 \times (16 + 1) = 24 + 34 = 58$ г/моль.

3. Найдем количество вещества ($n$) в 450 кг (450000 г) хлорида магния по формуле $n = \frac{m}{M}$:

$n(MgCl_2) = \frac{m(MgCl_2)}{M(MgCl_2)} = \frac{450000 \text{ г}}{95 \text{ г/моль}} \approx 4736,84$ моль.

4. Так как вещества реагируют в соотношении 1:1, количество вещества образовавшегося гидроксида магния будет таким же:

$n(Mg(OH)_2) = n(MgCl_2) \approx 4736,84$ моль.

5. Теперь рассчитаем массу гидроксида магния по формуле $m = n \times M$:

$m(Mg(OH)_2) = n(Mg(OH)_2) \times M(Mg(OH)_2) \approx 4736,84 \text{ моль} \times 58 \text{ г/моль} \approx 274736,8$ г.

6. Переведем полученную массу из граммов в килограммы:

$m(Mg(OH)_2) = \frac{274736,8 \text{ г}}{1000} \approx 274,74$ кг.

Округлим результат до трех значащих цифр, как в исходных данных (450 кг).

Ответ:

максимальная масса гидроксида магния, который можно получить, составляет 275 кг.