Номер 699, страница 127 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

699. Сульфид магния какой массой образуется при взаимодействии магния массой 3,56 мг с серой массой 8,40 мг?

Дано:

$m(Mg) = 3,56$ мг

$m(S) = 8,40$ мг

Переведем массы в граммы, хотя для расчетов это не обязательно, так как можно вести расчет в миллиграммах и миллимолях. Для соответствия системе СИ:

$m(Mg) = 3,56 \cdot 10^{-3} \text{ г} = 0,00356$ г

$m(S) = 8,40 \cdot 10^{-3} \text{ г} = 0,00840$ г

Найти:

$m(MgS) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение химической реакции синтеза сульфида магния из простых веществ:

$Mg + S \rightarrow MgS$

Реакция протекает при нагревании. Из уравнения следует, что магний и сера реагируют в мольном соотношении $1:1$.

2. Найдем молярные массы реагентов, используя относительные атомные массы из Периодической таблицы химических элементов Д.И. Менделеева, округленные до целых чисел:

$M(Mg) = 24$ г/моль

$M(S) = 32$ г/моль

3. Рассчитаем количество вещества (в молях) для каждого реагента по формуле $n = \frac{m}{M}$:

$n(Mg) = \frac{m(Mg)}{M(Mg)} = \frac{0,00356 \text{ г}}{24 \text{ г/моль}} \approx 0,0001483$ моль

$n(S) = \frac{m(S)}{M(S)} = \frac{0,00840 \text{ г}}{32 \text{ г/моль}} = 0,0002625$ моль

4. Определим, какой из реагентов находится в недостатке (лимитирующий реагент). Для этого сравним полученные количества веществ. Поскольку по уравнению реакции вещества реагируют в соотношении $1:1$, реагент с меньшим количеством вещества прореагирует полностью и будет лимитировать реакцию.

Сравниваем: $0,0001483 \text{ моль (Mg)} < 0,0002625 \text{ моль (S)}$.

Следовательно, магний ($Mg$) находится в недостатке, а сера ($S$) — в избытке. Расчет массы продукта реакции будем вести по лимитирующему реагенту, то есть по магнию.

5. По уравнению реакции, из $1$ моль $Mg$ образуется $1$ моль $MgS$. Значит, количество вещества сульфида магния будет равно количеству вещества прореагировавшего магния:

$n(MgS) = n(Mg) \approx 0,0001483$ моль

6. Рассчитаем молярную массу сульфида магния ($MgS$):

$M(MgS) = M(Mg) + M(S) = 24 \text{ г/моль} + 32 \text{ г/моль} = 56$ г/моль

7. Теперь найдем массу сульфида магния, которая образуется в результате реакции, используя формулу $m = n \cdot M$. Для большей точности используем не округленное значение $n(Mg)$:

$m(MgS) = n(Mg) \cdot M(MgS) = \frac{0,00356 \text{ г}}{24 \text{ г/моль}} \cdot 56 \text{ г/моль} \approx 0,00831$ г

Переведем полученную массу в миллиграммы:

$0,00831 \text{ г} = 8,31$ мг

Ответ: масса образовавшегося сульфида магния равна $8,31$ мг.