a.
Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂
b.
Để xác định khoảng thời gian phản ứng xảy ra nhanh nhất, ta cần tính tốc độ phản ứng trung bình trong mỗi khoảng thời gian 5 giây. Tốc độ phản ứng được biểu diễn bằng sự thay đổi thể tích khí hidro theo thời gian.
0-5s: (20 - 0) / 5 = 4 cm³/s
5-10s: (38 - 20) / 5 = 3.6 cm³/s
10-15s: (52 - 38) / 5 = 2.8 cm³/s
15-20s: (63 - 52) / 5 = 2.2 cm³/s
20-25s: (70 - 63) / 5 = 1.4 cm³/s
25-30s: (74 - 70) / 5 = 0.8 cm³/s
30-35s: (76 - 74) / 5 = 0.4 cm³/s
35-40s: (77 - 76) / 5 = 0.2 cm³/s
40-45s: (77 - 77) / 5 = 0 cm³/s
Dựa vào kết quả trên, tốc độ phản ứng lớn nhất là 4 cm³/s, xảy ra trong khoảng thời gian 0-5 giây.
c.
Số mol Mg ban đầu: Khối lượng mol của Mg là 24 g/mol. Vậy 0,075g Mg tương ứng với 0,075 / 24 = 0,003125 mol.
Số mol Mg còn lại: 0,025g Mg tương ứng với 0,025 / 24 ≈ 0,00104 mol.
Số mol Mg đã phản ứng: 0,003125 - 0,00104 ≈ 0,002085 mol.
Theo phương trình phản ứng, 1 mol Mg tạo ra 1 mol H₂. Vậy 0,002085 mol Mg sẽ tạo ra 0,002085 mol H₂.
Ở điều kiện chuẩn, 1 mol khí chiếm thể tích 22,4 lít hay 22400 cm³. Vậy 0,002085 mol H₂ chiếm thể tích:
0,002085 mol * 22400 cm³/mol ≈ 46,7 cm³.
Dựa vào bảng số liệu, thể tích 46,7 cm³ khí H₂ gần nhất với giá trị 38 cm³ đạt được ở thời điểm 10 giây.
Vậy, ở khoảng thời gian 10 giây, còn lại khoảng 0,025 gram Mg chưa tham gia phản ứng.
Để 0,075 gram Mg phản ứng hết, theo lý thuyết sẽ tạo ra 0,003125 mol H₂, tương đương với:
0,003125 mol * 22400 cm³/mol = 70 cm³ H₂.
Theo bảng số liệu, thể tích 70 cm³ đạt được ở thời điểm 25 giây.
Vậy cần khoảng 25 giây để 0,075 gram Mg phản ứng hết với axit.