Каков объем газа (н.у), образующегося при реакции 900 г серной кислоты с цинком в 15% растворе?

Zvezdnyy_Snayper

17

Для решения данной задачи, мы должны сначала составить химическое уравнение для реакции серной кислоты (H₂SO₄) с цинком (Zn). Уравнение будет выглядеть следующим образом:

$$H₂SO₄+Zn\to ZnSO₄+H₂$$

Теперь мы можем определить мольные соотношения между реагентами и продуктами. В данной реакции видно, что каждая молекула серной кислоты реагирует с одной молекулой цинка и образует одну молекулу сульфата цинка и одну молекулу водорода.

Далее, нам необходимо вычислить мольные массы серной кислоты (H₂SO₄), цинка (Zn) и сульфата цинка (ZnSO₄). Мольная масса (масса одного моля вещества) определяется путем сложения атомных масс каждого элемента в соответствующем составе.

Мольная масса серной кислоты H₂SO₄ равна:
$$2\cdot 1.008\frac{г}{моль}+32.07\frac{г}{моль}+4\cdot 16.00\frac{г}{моль}=98.09\frac{г}{моль}$$

Мольная масса цинка Zn равна:
$$65.38\frac{г}{моль}$$

Мольная масса сульфата цинка ZnSO₄ равна:
$$65.38\frac{г}{моль}+32.07\frac{г}{моль}+4\cdot 16.00\frac{г}{моль}=161.39\frac{г}{моль}$$

Теперь мы можем перейти к расчету количества вещества в реакции. Начнем с серной кислоты (H₂SO₄). У нас дана масса серной кислоты - 900 г. Чтобы найти количество вещества, нужно разделить массу на мольную массу:

$$n(H₂SO₄)=\frac{m}{M}=\frac{900\frac{г}{моль}}{98.09\frac{г}{моль}}=9.18моль$$

Таким образом, у нас есть 9.18 моль серной кислоты.
Поскольку в уравнении балансированное соотношение между серной кислотой и сульфатом цинка равно 1:1, это означает, что у нас также будет 9.18 моль сульфата цинка.

Теперь мы можем рассчитать объем газа (н.у), образующегося при реакции. Для этого мы воспользуемся идеальным газовым законом, который гласит:

$$V=n\cdot V_0$$

Где V - объем газа при стандартных условиях (н.у), n - количество вещества, V₀ - молярный объем газа при нормальных условиях, равный 22.4 л/mol.

$$V_{газа(н.у)}=n_{ZnSO₄}\cdot V_0=9.18моль\cdot 22.4л/моль=205.63л$$

Таким образом, объем газа (н.у), образующегося при реакции 900 г серной кислоты с цинком в 15% растворе, составляет 205.63 литра.