Какой объем водорода возник при реакции воды с смесью, полученной при сплавлении 6 г магния с 45 г диоксида кремния?

Чтобы решить эту задачу, мы должны сначала выяснить, какая реакция происходит между водой, магнием и диоксидом кремния. Затем мы можем использовать уравнение реакции, чтобы определить количество полученного водорода.

Магний и диоксид кремния реагируют по следующему уравнению реакции:

\[Mg + SiO_2 \rightarrow MgO + Si\]

Из уравнения видно, что одна молекула магния реагирует с одной молекулой диоксида кремния и образует одну молекулу оксида магния и одну молекулу кремния.

Чтобы найти количество водорода, образующегося в реакции, мы должны сначала найти количество молекул магния и диоксида кремния в исходных веществах. Для этого нам нужно преобразовать массу каждого вещества в количество вещества, используя их молярные массы и формулу:

\[n = \frac{m}{M}\]

Где \(n\) - количество вещества, \(m\) - масса вещества, \(M\) - молярная масса вещества.

Молярная масса магния \(Mg\) равна 24 г/моль, поэтому количество вещества магния:

\[n_{Mg} = \frac{m_{Mg}}{M_{Mg}} = \frac{6 \, \text{г}}{24 \, \text{г/моль}} = 0.25 \, \text{моль}\]

Молярная масса диоксида кремния \(SiO_2\) равна 60 г/моль, поэтому количество вещества диоксида кремния:

\[n_{SiO_2} = \frac{m_{SiO_2}}{M_{SiO_2}} = \frac{45 \, \text{г}}{60 \, \text{г/моль}} = 0.75 \, \text{моль}\]

Теперь мы можем сравнить коэффициенты реакции с количествами вещества, чтобы определить, какое количество реагентов будет использовано и какое количество продуктов образуется.

Исходя из уравнения реакции, мы видим, что для каждой молекулы магния реагирует одна молекула диоксида кремния. Таким образом, мы можем сказать, что количество вещества магния определяет максимальное количество диоксида кремния, с которым может реагировать.

Так как у нас есть 0.25 моль магния и 0.75 моль диоксида кремния, мы можем утверждать, что магний полностью реагирует с 0.25 моль диоксида кремния. Это дает нам 0.25 моль оксида магния и 0.25 моль кремния.

Теперь нам нужно найти количество молекул водорода, которое образуется при реакции. Исходя из уравнения реакции выше, мы видим, что на каждую молекулу магния образуется одна молекула водорода. Таким образом, у нас будет такое же количество молекул водорода, как и количество молекул магния.

Поскольку количество водорода измеряется в молях, мы можем сказать, что количество вещества водорода равно количеству вещества магния, которое мы определили ранее:

\[n_{H_2} = n_{Mg} = 0.25 \, \text{моль}\]

Теперь мы можем вычислить массу водорода, зная его количество вещества и молярную массу водорода. Молярная масса водорода составляет 2 г/моль.

\[m_{H_2} = n_{H_2} \cdot M_{H_2} = 0.25 \, \text{моль} \cdot 2 \, \text{г/моль} = 0.5 \, \text{г}\]

Таким образом, при реакции воды с смесью, полученной при сплавлении 6 г магния с 45 г диоксида кремния, образуется 0.5 г водорода.