Номер 4, страница 107 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Тестовые задания. Параграф 23. Ряд стандартных электродных потенциалов. Глава V. Электрохимические реакции - номер 4, страница 107.

Условие.

4. При взаимодействии соляной кислоты и 10 г смеси, состоящей из магниевых и медных стружек, выделилось 2,24 л водорода (н. у.). Масса непрореагировавшего металла равна

1) 2,4 г

2) 7,6 г

3) 4,8 г

4) 7,2 г

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(\text{смеси Mg и Cu}) = 10 \text{ г}$
$V(H_2) = 2,24 \text{ л (н.у.)}$

Найти:

$m(\text{непрореагировавшего металла}) - ?$

Решение:

В условии дана смесь двух металлов: магния (Mg) и меди (Cu). С соляной кислотой (HCl) будет реагировать только тот металл, который в электрохимическом ряду активности металлов стоит левее водорода.

Магний (Mg) — активный металл, он стоит в ряду активности до водорода и будет вытеснять его из соляной кислоты. Медь (Cu) — малоактивный металл, стоит в ряду активности после водорода и с соляной кислотой не реагирует.

Следовательно, непрореагировавший металл — это медь. Чтобы найти ее массу, нужно сначала определить массу прореагировавшего магния. Весь выделившийся водород образовался в результате реакции магния с кислотой.

Запишем уравнение реакции магния с соляной кислотой: $$Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2\uparrow$$

Найдем количество вещества (в молях) выделившегося водорода. Поскольку газ находится при нормальных условиях (н.у.), используем молярный объем газов $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$: $$n(H_2) = \frac{V(H_2)}{V_m} = \frac{2,24 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,1 \text{ моль}$$

Согласно уравнению реакции, соотношение количеств вещества магния и водорода составляет $n(Mg) : n(H_2) = 1 : 1$. Следовательно, количество вещества магния, вступившего в реакцию, также равно 0,1 моль: $$n(Mg) = n(H_2) = 0,1 \text{ моль}$$

Теперь найдем массу прореагировавшего магния. Молярная масса магния $M(Mg) \approx 24 \text{ г/моль}$. $$m(Mg) = n(Mg) \times M(Mg) = 0,1 \text{ моль} \times 24 \text{ г/моль} = 2,4 \text{ г}$$

Общая масса смеси составляла 10 г. Масса непрореагировавшего металла (меди) равна разности между общей массой смеси и массой прореагировавшего магния: $$m(Cu) = m(\text{смеси}) - m(Mg) = 10 \text{ г} - 2,4 \text{ г} = 7,6 \text{ г}$$

Таким образом, масса непрореагировавшего металла (меди) равна 7,6 г.

Ответ: 7,6 г.