Какова масса и объем выделившегося водорода при реакции фосфорной кислоты с 181 граммом цинка, который содержит

Dobryy_Lis

1

Для решения данной задачи мы будем использовать знания о массовой доле и химической реакции между фосфорной кислотой (H₃PO₄) и цинком (Zn). Данные о массе цинка и его содержании примесей позволят нам определить массовую долю самого цинка. Затем, с помощью уравнения реакции, мы определим мольные соотношения между реагентами и продуктами реакции. Наконец, используя массовую долю цинка и мольные соотношения, мы сможем вычислить массу и объем выделившегося водорода.

Шаг 1: Определение массовой доли цинка
Известно, что цинк содержит 10% примесей. Это означает, что 90% массы цинка является чистым цинком. Чтобы найти массовую долю цинка, мы можем использовать следующую формулу:

массовая доля цинка = (масса чистого цинка / масса исходного цинка) * 100%

Масса примесей в цинке равна 10% от его массы:
масса примесей = 10% * 181 г = 18.1 г

Определение массы чистого цинка:
масса чистого цинка = масса исходного цинка - масса примесей
масса чистого цинка = 181 г - 18.1 г = 162.9 г

Теперь мы можем вычислить массовую долю цинка:
массовая доля цинка = (162.9 г / 181 г) * 100% ≈ 90%

Шаг 2: Уравнение реакции и мольные соотношения
Уравнение реакции между фосфорной кислотой и цинком:

3Zn + 2H₃PO₄ → 3ZnPO₄ + 3H₂

Из уравнения видно, что на каждые 3 молекулы цинка требуется 2 молекулы фосфорной кислоты, и в результате образуется 3 молекулы водорода.

Теперь мы можем использовать массовую долю цинка и мольные соотношения, чтобы вычислить массу и объем выделившегося водорода.

Шаг 3: Вычисление массы и объема выделившегося водорода
Для расчета массы водорода мы можем использовать следующую формулу:

масса водорода = (масса цинка * коэффициент водорода) / коэффициент цинка

из уравнения реакции видно, что коэффициент водорода равен 3, а коэффициент цинка также равен 3.

масса водорода = (181 г * 3) / 3 = 181 г

Таким образом, масса выделившегося водорода составляет 181 г.

Для расчета объема выделившегося водорода мы можем использовать соотношение идеального газа:

V = (n * R * T) / P

Где V - объем, n - количество вещества (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура (в Кельвинах), P - давление (в паскалях).

Если предположить, что реакция происходит при стандартном состоянии (температуре 273 К и давлении 1 атмосферы), то универсальная газовая постоянная R равна 0.0821 Л·атм/(моль·К).

Так как мы знаем массу водорода (181 г) и его молярную массу (2 г/моль), мы можем определить количество вещества водорода:

количество вещества = масса водорода / молярная масса водорода
количество вещества = 181 г / 2 г/моль = 90.5 моль

Теперь, подставив известные значения в уравнение объема газа и решив его, мы получим значение объема выделившегося водорода. Однако, без знания температуры и давления, мы не можем точно определить объем.

В итоге, масса выделившегося водорода составляет 181 г, а объем зависит от значений температуры и давления, которые не указаны в задаче.