На 24 г металлического магния подействовали раствором, содержащим 30 г соляной кислоты. Вычислите объем (н.у.) образовавшегося водорода.

Для того чтобы вычислить объем водорода, который образуется в реакции магния с соляной кислотой, нужно выполнить несколько шагов.

1. Запишем уравнение реакции:

   Магний (Mg) реагирует с соляной кислотой (HCl) по следующему уравнению:

   $$Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2$$

   Из уравнения видно, что из 1 молекулы магния (Mg) выделяется 1 молекула водорода (H₂).

2. Рассчитаем количество вещества магния:

   Молекулярная масса магния (Mg) равна 24 г/моль.

   $$n(Mg) = \frac{m(Mg)}{M(Mg)} = \frac{24 \, \text{г}}{24 \, \text{г/моль}} = 1 \, \text{моль}$$

   То есть, у нас 1 моль магния.

3. Рассчитаем количество вещества соляной кислоты:

   Молекулярная масса HCl равна 36,5 г/моль.

   $$n(HCl) = \frac{m(HCl)}{M(HCl)} = \frac{30 \, \text{г}}{36,5 \, \text{г/моль}} \approx 0,822 \, \text{моля}$$

4. Определим, что является лимитирующим реагентом:

   Из уравнения реакции видно, что на 1 моль магния требуется 2 моль HCl. Таким образом, на 1 моль магния требуется 2 моль соляной кислоты.

   Для 1 моль магния нам нужно 2 моль HCl, но у нас только 0,822 моль HCl, что меньше необходимого. Следовательно, лимитирующим реагентом является соляная кислота (HCl).

5. Рассчитаем, сколько водорода (H₂) выделится:

   Так как на 2 моль HCl образуется 1 моль водорода (H₂), то для 0,822 моль HCl образуется:

   $$n(H_2) = \frac{0,822 \, \text{моль HCl}}{2} = 0,411 \, \text{моля H}_2$$

6. Вычислим объем водорода при нормальных условиях:

   При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает объем 22,4 л.

   $$V(H_2) = n(H_2) \times 22,4 \, \text{л/моль} = 0,411 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} \approx 9,2 \, \text{л}$$

Таким образом, объем образовавшегося водорода при нормальных условиях составляет примерно 9,2 литра.