Номер 3, страница 61 - гдз по химии 9 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Алексеева

Дано

Масса магния: $m(\text{Mg}) = 2.4\text{ г}$

Масса образовавшегося хлорида магния (практическая): $m_{\text{практ}}(\text{MgCl}_2) = 9.025\text{ г}$

Соляная кислота: избыток

Перевод всех данных в систему СИ:
Для удобства расчетов в химии и сохранения точности молярных масс, массы оставлены в граммах, поскольку молярные массы выражаются в граммах на моль. Процентный выход является безразмерной величиной и не зависит от единиц массы, если они последовательны в расчетах.

Найти:

Практический выход продукта (%): $\text{Выход}(\text{MgCl}_2)\text{, } \%$

Решение

1. Запишем уравнение химической реакции взаимодействия магния с соляной кислотой:

$\text{Mg} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{MgCl}_2 + \text{H}_2$

2. Определим молярные массы реагента (магния) и продукта (хлорида магния), используя значения из периодической таблицы элементов:

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

Молярная масса хлорида магния: $\text{M(MgCl}_2) = \text{M(Mg)} + 2 \cdot \text{M(Cl)} = 24.31\text{ г/моль} + 2 \cdot 35.45\text{ г/моль} = 24.31 + 70.90 = 95.21\text{ г/моль}$

3. Вычислим количество вещества магния, исходя из его массы:

$n(\text{Mg}) = \frac{m(\text{Mg})}{\text{M(Mg)}} = \frac{2.4\text{ г}}{24.31\text{ г/моль}} \approx 0.098725\text{ моль}$

4. Согласно уравнению реакции, 1 моль $\text{Mg}$ вступает в реакцию с образованием 1 моль $\text{MgCl}_2$. Поскольку соляная кислота находится в избытке, магний является лимитирующим реагентом, и количество образовавшегося $\text{MgCl}_2$ определяется количеством прореагировавшего магния.

Теоретическое количество вещества хлорида магния: $n_{\text{теор}}(\text{MgCl}_2) = n(\text{Mg}) \approx 0.098725\text{ моль}$

5. Рассчитаем теоретическую массу хлорида магния, которая должна была образоваться:

$m_{\text{теор}}(\text{MgCl}_2) = n_{\text{теор}}(\text{MgCl}_2) \cdot \text{M(MgCl}_2) = 0.098725\text{ моль} \cdot 95.21\text{ г/моль} \approx 9.409\text{ г}$

6. Вычислим практический выход продукта, используя формулу:

$\text{Выход}(\%) = \frac{m_{\text{практ}}(\text{MgCl}_2)}{m_{\text{теор}}(\text{MgCl}_2)} \cdot 100\%$

$\text{Выход}(\%) = \frac{9.025\text{ г}}{9.409\text{ г}} \cdot 100\% \approx 95.916\%$

Округлим значение до двух знаков после запятой.

Ответ: Практический выход продукта составляет $95.92\%$.