Какой будет объём выделяющегося водорода при реакции 240 г магния, содержащего 12% примесей, с соляной кислотой?

Для решения этой задачи нам понадобится использовать знание о химической реакции между магнием и соляной кислотой, а также умение проводить расчеты по стехиометрии реакций.

Шаг 1: Запишем химическое уравнение реакции

Магний (Mg) реагирует с соляной кислотой (HCl) с образованием хлорида магния (MgCl2) и выделием водорода (H2):
\[Mg + 2HCl \rightarrow MgCl2 + H2\]

Шаг 2: Определим количество магния (Mg), содержащегося в исходной смеси

Мы знаем, что масса исходного магния равна 240 г и что он содержит 12% примесей. То есть 88% составляет чистый магний.
Исходя из этого, мы можем рассчитать массу чистого магния:
\[240 г \times \frac{88}{100} = 211.2 г\]

Шаг 3: Определим количество водорода (H2), выделяющегося при реакции

Из химического уравнения мы видим, что на 1 моль магния приходится 1 моль водорода. То есть стехиометрическое соотношение между магнием и водородом равно 1:1.

Чтобы рассчитать количество молей магния, используем молярную массу магния. Молярная масса магния равна 24.31 г/моль.
\[n_{Mg} = \frac{m_{Mg}}{M_{Mg}} = \frac{211.2}{24.31} = 8.68 \, \text{моль}\]

Следовательно, количество молей водорода, которое выделится, будет таким же:
\[n_{H2} = 8.68 \, \text{моль}\]

Шаг 4: Рассчитаем объем выделяющегося водорода (H2)

Для этого нам понадобится использовать уравнение состояния идеального газа - уравнение Клапейрона.
\[V = n \cdot V_m\]

где \(V\) - объем газа
\(n\) - количество молей газа
\(V_m\) - молярный объем газа при стандартных условиях (0 °C и 1 атм)

Теперь рассчитаем объем водорода, используя полученное количество молей водорода:
\[V_{H2} = n_{H2} \cdot V_m\]

Значение молярного объема при стандартных условиях можно найти в справочнике и составляет 22.4 л/моль.

Подставим значения и произведем расчет:
\[V_{H2} = 8.68 \cdot 22.4 = 194.27 \, л\]

Таким образом, объем выделяющегося водорода при реакции магния с соляной кислотой составляет 194.27 л.

Пожалуйста, учтите, что в данной задаче мы использовали идеализированные условия и пренебрегли влиянием давления и температуры на реакцию. Также мы не проводили округления в промежуточных расчетах, поэтому значения некоторых результатов могут содержать больше знаков после запятой, чем в обычных задачах.