Решение: Расчёт объёма сернистого газа
Раствор соляной кислоты массой 29,2 г с массовой долей $\mathrm{HCl}$ 5% добавили к избытку сульфита магния. Вычислите объём (н.у.) выделившегося газа.
В ответе запишите уравнение реакции, о которой идёт речь в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
Решение по шагам
5 шаговЗаписываем уравнение реакции сульфита магния с соляной кислотой:
$$\mathrm{MgSO_3 + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + SO_2\uparrow + H_2O}$$Вычисляем массу хлороводорода в растворе:
$$m(\mathrm{HCl}) = m_{\text{р-ра}} \cdot \omega(\mathrm{HCl}) = 29{,}2\ \mathrm{г} \cdot 0{,}05 = 1{,}46\ \mathrm{г}$$Вычисляем количество вещества соляной кислоты. Молярная масса $\mathrm{HCl}$ равна $36{,}5\ \mathrm{г/моль}$:
$$n(\mathrm{HCl}) = \frac{m(\mathrm{HCl})}{M(\mathrm{HCl})} = \frac{1{,}46\ \mathrm{г}}{36{,}5\ \mathrm{г/моль}} = 0{,}04\ \mathrm{моль}$$По уравнению реакции из 2 моль $\mathrm{HCl}$ образуется 1 моль $\mathrm{SO_2}$. Поэтому:
$$n(\mathrm{SO_2}) = \frac{n(\mathrm{HCl})}{2} = \frac{0{,}04}{2} = 0{,}02\ \mathrm{моль}$$При нормальных условиях объём газа вычисляется по формуле $V = nV_m$:
$$V(\mathrm{SO_2}) = 0{,}02\ \mathrm{моль} \cdot 22{,}4\ \mathrm{л/моль} = 0{,}448\ \mathrm{л}$$Объём выделившегося газа $\mathrm{SO_2}$ равен $0{,}448\ \mathrm{л}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Не учитывают массовую долю кислоты и используют массу всего раствора как массу $\mathrm{HCl}$.
Неверно устанавливают соотношение между $\mathrm{HCl}$ и $\mathrm{SO_2}$: по уравнению реакции 2 моль $\mathrm{HCl}$ соответствуют 1 моль $\mathrm{SO_2}$.
Используют молярный объём газа, не соответствующий нормальным условиям.