Номер 716, страница 129 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

716. Навеску магния массой 355 мг обработали смесью, состоящей из 0,010 моль брома и 0,010 моль иода, а затем нагрели для удаления избытка реагентов. Какие вещества и каким химическим количеством содержатся в полученном твёрдом остатке?

Дано:

m(Mg) = 355 мг

n(Br₂) = 0,010 моль

n(I₂) = 0,010 моль

Перевод всех данных в систему СИ:

m(Mg) = 0,355 г

Найти:

Вещества и их химические количества в твёрдом остатке - ?

Решение:

1. Определим химическое количество (число моль) магния, используя его молярную массу $M(Mg) \approx 24,3$ г/моль.

$n(Mg) = \frac{m(Mg)}{M(Mg)} = \frac{0,355 \text{ г}}{24,3 \text{ г/моль}} \approx 0,0146 \text{ моль}$

2. Магний взаимодействует с обоими галогенами. Активность галогенов как окислителей падает в ряду $F_2 > Cl_2 > Br_2 > I_2$. Это означает, что бром является более сильным окислителем, чем иод, и будет реагировать с магнием в первую очередь.

3. Реакция с бромом. Уравнение реакции:

$Mg + Br_2 \rightarrow MgBr_2$

По уравнению, реагенты взаимодействуют в мольном соотношении 1:1. Сравним исходные количества реагентов:

$n(Mg) = 0,0146 \text{ моль}$

$n(Br_2) = 0,010 \text{ моль}$

Поскольку $n(Mg) > n(Br_2)$, магний находится в избытке, а бром полностью вступает в реакцию. Количество образовавшегося бромида магния $MgBr_2$ равно исходному количеству брома:

$n(MgBr_2) = n(Br_2) = 0,010 \text{ моль}$

На эту реакцию расходуется $0,010 \text{ моль}$ магния.

4. Рассчитаем количество магния, оставшееся для реакции с иодом:

$n(Mg)_{\text{ост.}} = n(Mg)_{\text{исх.}} - n(Mg)_{\text{прореаг.}} = 0,0146 \text{ моль} - 0,010 \text{ моль} = 0,0046 \text{ моль}$

5. Реакция с иодом. Уравнение реакции:

$Mg + I_2 \rightarrow MgI_2$

Мольное соотношение реагентов также 1:1. Сравним количество оставшегося магния и исходное количество иода:

$n(Mg)_{\text{ост.}} = 0,0046 \text{ моль}$

$n(I_2) = 0,010 \text{ моль}$

Поскольку $n(Mg)_{\text{ост.}} < n(I_2)$, магний является лимитирующим реагентом и прореагирует полностью. Количество образовавшегося иодида магния $MgI_2$ равно количеству оставшегося магния:

$n(MgI_2) = n(Mg)_{\text{ост.}} = 0,0046 \text{ моль}$

6. После завершения всех реакций в смеси находятся продукты $MgBr_2$ и $MgI_2$, а также избыток иода. По условию задачи, смесь нагрели, чтобы удалить избыток реагентов. Иод ($I_2$) является летучим веществом и при нагревании улетучивается (сублимирует). Образовавшиеся соли $MgBr_2$ и $MgI_2$ — твердые и нелетучие вещества, которые и составляют твёрдый остаток.

Ответ:

В полученном твёрдом остатке содержатся бромид магния ($MgBr_2$) химическим количеством 0,010 моль и иодид магния ($MgI_2$) химическим количеством 0,0046 моль.