Номер 1.47, страница 41, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

1.47. Определите массу сульфата магния, который можно получить в результате взаимодействия 0,5 моль магния и раствора серной кислоты, взятой в избытке.

Дано:

Количество вещества магния, $n(\text{Mg}) = 0,5 \text{ моль}$

Серная кислота ($\text{H}_2\text{SO}_4$) в избытке.

Найти:

Массу сульфата магния, $m(\text{MgSO}_4)$ — ?

Решение:

1. Сначала запишем уравнение химической реакции взаимодействия магния с раствором серной кислоты:

$\text{Mg} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{MgSO}_4 + \text{H}_2\uparrow$

В результате этой реакции замещения образуется соль — сульфат магния — и выделяется газообразный водород.

2. Проанализируем стехиометрические соотношения в уравнении. Коэффициенты перед магнием ($\text{Mg}$) и сульфатом магния ($\text{MgSO}_4$) равны 1. Это значит, что количество вещества прореагировавшего магния равно количеству вещества образовавшегося сульфата магния:

$\frac{n(\text{Mg})}{1} = \frac{n(\text{MgSO}_4)}{1}$

3. По условию задачи серная кислота находится в избытке. Это означает, что магний является лимитирующим реагентом, то есть он прореагирует полностью. Расчет массы продукта следует вести по реагенту, который находится в недостатке, то есть по магнию.

Таким образом, количество вещества полученного сульфата магния будет равно исходному количеству вещества магния:

$n(\text{MgSO}_4) = n(\text{Mg}) = 0,5 \text{ моль}$

4. Чтобы найти массу сульфата магния, необходимо рассчитать его молярную массу ($M$). Молярная масса вещества численно равна его относительной молекулярной массе и рассчитывается как сумма относительных атомных масс ($Ar$) всех атомов в молекуле. Используем значения из Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, округленные до целых чисел:

$Ar(\text{Mg}) = 24$

$Ar(\text{S}) = 32$

$Ar(\text{O}) = 16$

Молярная масса сульфата магния $\text{MgSO}_4$ будет равна:

$M(\text{MgSO}_4) = Ar(\text{Mg}) + Ar(\text{S}) + 4 \cdot Ar(\text{O}) = 24 + 32 + 4 \cdot 16 = 24 + 32 + 64 = 120 \text{ г/моль}$

5. Теперь можно рассчитать массу сульфата магния, используя формулу, связывающую массу ($m$), количество вещества ($n$) и молярную массу ($M$):

$m = n \cdot M$

$m(\text{MgSO}_4) = n(\text{MgSO}_4) \cdot M(\text{MgSO}_4) = 0,5 \text{ моль} \cdot 120 \text{ г/моль} = 60 \text{ г}$

Ответ: масса сульфата магния, который можно получить, составляет 60 г.