Объем раствора серной кислоты для растворения магния и алюминия

`ω(H_2SO_4) = 15%`

`ρ(р-ра) = 1.1 text{ г/мл}`

`m(Mg) = 24.3 text{ г}`

`m(Al) = 27 text{ г}`

1) Магний

`V_1(р-ра) = text{?}`

2) Алюминий

`V_2(р-ра) = text{?}`

1)

Запишем уравнение реакции магния с серной кислотой:

`Mg + H_2SO_4 = MgSO_4 + H_2 text{↑}`

Найдём количество вещества магния:

`n(Mg) = (m(Mg))/(M(Mg)) = 24.3/24 = 1.0125 text{ моль}`

Согласно уравнению реакции, количество вещества серной кислоты равно количеству вещества магния:

`n_1(H_2SO_4) = n(Mg) = 1.0125 text{ моль}`

Найдём массу чистой серной кислоты, необходимой для растворения магния:

`m_1(H_2SO_4) = n_1(H_2SO_4) * M(H_2SO_4) = 1.0125 * 98 = 99.225 text{ г}`

Рассчитаем массу 15%-ного раствора серной кислоты:

`m_1(р-ра) = (100 * m_1(H_2SO_4)) / (ω(H_2SO_4)) = (100 * 99.225) / 15 = 661.5 text{ г}`

Найдём объём этого раствора:

`V_1(р-ра) = (m_1(р-ра)) / (ρ(р-ра)) = 661.5 / 1.1 = 601.4 text{ мл}`

2)

Запишем уравнение реакции алюминия с серной кислотой:

`2Al + 3H_2SO_4 = Al_2(SO_4)_3 + 3H_2 text{↑}`

Найдём количество вещества алюминия:

`n(Al) = (m(Al))/(M(Al)) = 27/27 = 1 text{ моль}`

Согласно уравнению реакции, количество вещества серной кислоты в 1.5 раза больше количества алюминия:

`n_2(H_2SO_4) = (3 * n(Al)) / 2 = (3 * 1) / 2 = 1.5 text{ моль}`

Найдём массу чистой серной кислоты, необходимой для растворения алюминия:

`m_2(H_2SO_4) = n_2(H_2SO_4) * M(H_2SO_4) = 1.5 * 98 = 147 text{ г}`

Рассчитаем массу 15%-ного раствора серной кислоты:

`m_2(р-ра) = (100 * m_2(H_2SO_4)) / (ω(H_2SO_4)) = (100 * 147) / 15 = 980 text{ г}`

Найдём объём этого раствора:

`V_2(р-ра) = (m_2(р-ра)) / (ρ(р-ра)) = 980 / 1.1 = 890.9 text{ мл}`

1)

`V_1(р-ра) = 601.4 text{ мл}`

2)

`V_2(р-ра) = 890.9 text{ мл}`