В каком случае водорода выделится больше, при взаимодействии раствора серной кислоты с а) 1г железа...

При взаимодействии раствора серной кислоты с металлами важно учитывать их стехиометрическое соотношение.

1. 1 г железа:

Сначала запишем уравнение реакции: Fe + H2SO4 -> FeSO4 + H2

Молярная масса Fe = 55.85 г/моль Молярная масса H2 = 2 г/моль

Масса H2, выделившегося при реакции 1 г Fe, рассчитывается по закону сохранения массы: Масса H2 = (масса Fe 1 моль H2) / (1 моль Fe) = (1 г 1 г/моль) / (55.85 г/моль) ≈ 0.018 г

1. 1 г магния:

Уравнение реакции: Mg + H2SO4 -> MgSO4 + H2

Молярная масса Mg = 24.31 г/моль

Масса H2, выделившегося при реакции 1 г Mg: Масса H2 = (масса Mg 1 моль H2) / (1 моль Mg) = (1 г 1 г/моль) / (24.31 г/моль) ≈ 0.041 г

1. 1 г цинка:

Уравнение реакции: Zn + H2SO4 -> ZnSO4 + H2

Молярная масса Zn = 65.38 г/моль

Масса H2, выделившегося при реакции 1 г Zn: Масса H2 = (масса Zn 1 моль H2) / (1 моль Zn) = (1 г 1 г/моль) / (65.38 г/моль) ≈ 0.015 г

Таким образом, при взаимодействии раствора серной кислоты с 1 г магния выделится больше водорода (приблизительно 0.041 г) по сравнению с железом (0.018 г) и цинком (0.015 г).

Чтобы определить, при взаимодействии с каким металлом выделится больше водорода, нужно рассмотреть стехиометрию реакций между серной кислотой (H₂SO₄) и каждым из металлов: железом (Fe), магнием (Mg) и цинком (Zn). Эти реакции приводят к образованию соответствующих сульфатов и водорода (H₂).

Стехиометрия реакций:

1. Железо (Fe): [ \text{Fe} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{FeSO}_4 + \text{H}_2 \uparrow ]

   • Молярная масса Fe ≈ 55,85 г/моль.

2. Магний (Mg): [ \text{Mg} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{MgSO}_4 + \text{H}_2 \uparrow ]

   • Молярная масса Mg ≈ 24,31 г/моль.

3. Цинк (Zn): [ \text{Zn} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{ZnSO}_4 + \text{H}_2 \uparrow ]

   • Молярная масса Zn ≈ 65,38 г/моль.

Расчёт количества выделившегося водорода:

Для всех реакций соотношение между металлом и водородом составляет 1:1 по молям. То есть 1 моль металла выделяет 1 моль водорода. Необходимо определить количество вещества (молей) каждого металла в 1 грамме и, соответственно, количество выделившегося водорода.

1. Железо: [ \text{Количество молей Fe} = \frac{1 \text{ г}}{55,85 \text{ г/моль}} \approx 0,0179 \text{ моль} ] [ \text{Количество молей H}_2 = 0,0179 \text{ моль} ]

2. Магний: [ \text{Количество молей Mg} = \frac{1 \text{ г}}{24,31 \text{ г/моль}} \approx 0,0411 \text{ моль} ] [ \text{Количество молей H}_2 = 0,0411 \text{ моль} ]

3. Цинк: [ \text{Количество молей Zn} = \frac{1 \text{ г}}{65,38 \text{ г/моль}} \approx 0,0153 \text{ моль} ] [ \text{Количество молей H}_2 = 0,0153 \text{ моль} ]

Вывод:

При взаимодействии с 1 граммом каждого из металлов, больше всего водорода выделится при взаимодействии серной кислоты с магнием (0,0411 моль водорода). На втором месте находится железо (0,0179 моль), и на третьем — цинк (0,0153 моль). Это объясняется тем, что магний имеет наименьшую молярную массу среди рассмотренных металлов, что позволяет большему количеству вещества реагировать при той же массе.