Номер 5, страница 4 - гдз по химии 8 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Власовец

Дано:

объем водорода $V(H_2) = 56 \text{ дм}^3$ (н. у.)

Перевод в СИ:

$V(H_2) = 56 \text{ дм}^3 = 56 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3 = 0.056 \text{ м}^3$

Молярный объем газов при нормальных условиях $V_m = 22.4 \text{ дм}^3/\text{моль} = 0.0224 \text{ м}^3/\text{моль}$

Молярная масса магния $M(Mg) = 24.31 \text{ г}/\text{моль} = 0.02431 \text{ кг}/\text{моль}$

Число Авогадро $N_A = 6.022 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}$

Найти:

$m(Mg) \text{ (г)}$

$N(H_2SO_4)$

Решение

1. Напишем уравнение реакции взаимодействия магния с серной кислотой:

$Mg + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2$

Из уравнения видно, что 1 моль магния реагирует с 1 молем серной кислоты, образуя 1 моль водорода. Это означает, что стехиометрические коэффициенты для всех ключевых участников (Mg, $H_2SO_4$, $H_2$) равны 1.

2. Вычислим количество вещества водорода, выделившегося в результате реакции, используя его объем при нормальных условиях и молярный объем газов ($V_m = 22.4 \text{ дм}^3/\text{моль}$):

$n(H_2) = \frac{V(H_2)}{V_m}$

$n(H_2) = \frac{56 \text{ дм}^3}{22.4 \text{ дм}^3/\text{моль}} = 2.5 \text{ моль}$

Согласно стехиометрии реакции ($1 \text{ моль } Mg : 1 \text{ моль } H_2$), количество вещества прореагировавшего магния равно количеству вещества выделившегося водорода:

$n(Mg) = n(H_2) = 2.5 \text{ моль}$

Вычислим массу прореагировавшего магния, используя его количество вещества и молярную массу $M(Mg) = 24.31 \text{ г}/\text{моль}$:

$m(Mg) = n(Mg) \cdot M(Mg)$

$m(Mg) = 2.5 \text{ моль} \cdot 24.31 \text{ г}/\text{моль} = 60.775 \text{ г}$

Ответ: $60.775 \text{ г}$

Согласно стехиометрии реакции ($1 \text{ моль } H_2SO_4 : 1 \text{ моль } H_2$), количество вещества серной кислоты, вступившей в реакцию, равно количеству вещества выделившегося водорода:

$n(H_2SO_4) = n(H_2) = 2.5 \text{ моль}$

Вычислим число молекул серной кислоты, используя ее количество вещества и число Авогадро ($N_A = 6.022 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}$):

$N(H_2SO_4) = n(H_2SO_4) \cdot N_A$

$N(H_2SO_4) = 2.5 \text{ моль} \cdot 6.022 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1} = 15.055 \cdot 10^{23}$

Для удобства записи переведем число в стандартный научный формат:

$N(H_2SO_4) = 1.5055 \cdot 10^{24}$

Ответ: $1.5055 \cdot 10^{24}$