Номер 3, страница 151 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 32. Магний и его соединения. Глава 3. Металлы главных подгрупп - номер 3, страница 151.

Условие.

3. В промышленности магний получают электролизом расплава хлорида магния. Напишите уравнение реакции. Рассчитайте массу металла, который можно получить из 285 кг соли.

Решение.

Решение 2.

Напишите уравнение реакции.

В промышленности магний получают путем электролиза расплава его соли, хлорида магния. В ходе этого процесса под действием электрического тока хлорид магния разлагается на составляющие его простые вещества: металлический магний (выделяется на катоде) и газообразный хлор (выделяется на аноде).

Уравнение химической реакции выглядит следующим образом:

$MgCl_2 \xrightarrow{\text{электролиз}} Mg + Cl_2$

Эта реакция является окислительно-восстановительной, где ион магния $Mg^{2+}$ восстанавливается, а хлорид-ионы $2Cl^-$ окисляются.

Ответ: $MgCl_2 \xrightarrow{\text{электролиз}} Mg + Cl_2$.

Рассчитайте массу металла, который можно получить из 285 кг соли.

Дано:
$m(MgCl_2) = 285 \text{ кг}$

Перевод в СИ:
$m(MgCl_2) = 285 \times 1000 \text{ г} = 285000 \text{ г}$

Найти:
$m(Mg) - ?$

Решение:

1. Для решения задачи воспользуемся уравнением реакции, составленным в предыдущем пункте: $MgCl_2 \rightarrow Mg + Cl_2$.

2. Рассчитаем молярные массы ($M$) необходимых нам веществ, используя относительные атомные массы ($Ar$) из Периодической таблицы химических элементов: $Ar(Mg) \approx 24$, $Ar(Cl) \approx 35.5$.

Молярная масса магния ($Mg$):
$M(Mg) = 24 \text{ г/моль}$.

Молярная масса хлорида магния ($MgCl_2$):
$M(MgCl_2) = Ar(Mg) + 2 \cdot Ar(Cl) = 24 + 2 \cdot 35.5 = 24 + 71 = 95 \text{ г/моль}$.

3. Вычислим количество вещества ($\nu$) хлорида магния массой 285 кг (285000 г) по формуле $\nu = \frac{m}{M}$:

$\nu(MgCl_2) = \frac{285000 \text{ г}}{95 \text{ г/моль}} = 3000 \text{ моль}$.

4. Согласно уравнению реакции, из 1 моль $MgCl_2$ образуется 1 моль $Mg$. Следовательно, их количества вещества соотносятся как 1:1.

$\frac{\nu(MgCl_2)}{1} = \frac{\nu(Mg)}{1}$

$\nu(Mg) = \nu(MgCl_2) = 3000 \text{ моль}$.

5. Теперь можем найти массу магния ($m$), зная его количество вещества и молярную массу, по формуле $m = \nu \cdot M$:

$m(Mg) = 3000 \text{ моль} \cdot 24 \text{ г/моль} = 72000 \text{ г}$.

6. Переведем полученное значение из граммов в килограммы:

$72000 \text{ г} = 72 \text{ кг}$.

Ответ: из 285 кг хлорида магния можно получить 72 кг магния.