Каков объем водорода, выделенного при реакции цинка массой 26 г с раствором, содержащим 60 г серной кислоты (н.у)?

Solnce_V_Gorode

8

Для решения данной задачи, нам необходимо использовать закон пропорций в химии, который гласит: "Объемы газов, участвующих в химической реакции, пропорциональны их стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции при одинаковых условиях (н.у)".

Сначала проверим уравнение реакции цинка с серной кислотой. За это отвечает данная формула:
\[Zn + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2 \]

Следующий шаг - расчет количества вещества цинка и серной кислоты. Для этого воспользуемся формулой:
\[n = \frac{m}{M} \]
где \(n\) - количество вещества в молях, \(m\) - масса вещества в граммах, \(M\) - молярная масса вещества.

Молярные массы:
Масса атома цинка (Zn) = 65.38 г/моль
Масса молекулы серной кислоты (H2SO4) = 98.09 г/моль

Теперь найдем количество вещества цинка и серной кислоты:
\[n_{Zn} = \frac{26}{65.38} = 0.397 моль \]
\[n_{H_2SO_4} = \frac{60}{98.09} = 0.61 моль \]

Из уравнения реакции видно, что соотношение между цинком и водородом равно 1:1, то есть 1 моль цинка соответствует 1 молю выделенного водорода.

Теперь нам нужно найти количество вещества водорода, используя стехиометрический коэффициент:
\[n_{H_2} = n_{Zn} = 0.397 моль \]

Для нахождения объема газа (водорода) воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
\[V = n \cdot V_m \]
где \(V\) - объем газа, \(n\) - количество вещества газа в молях, \(V_m\) - молярный объем газа при заданных условиях (н.у).

Молярный объем газа под нормальными условиями (н.у) равен:
\[V_m = 22.4 л/моль \]

Теперь подставим все значения в формулу:
\[V_{H_2} = 0.397 \cdot 22.4 = 8.89 л \]

Таким образом, при реакции цинка массой 26 г с раствором, содержащим 60 г серной кислоты, будет выделено 8.89 л водорода (н.у).