Каковы будут масса соли и объем выделяющегося газа при реакции цинка с 150 г 20% соляной кислоты?

Космос

49

Для решения этой задачи, нам необходимо сначала записать уравнение реакции между цинком и соляной кислотой, а затем использовать информацию о массе соляной кислоты и ее концентрации, чтобы определить массу соли и объем выделяющегося газа.

Уравнение реакции между цинком и соляной кислотой выглядит следующим образом:

\(Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_{2} + H_{2}\)

Из уравнения видно, что на каждый моль цинка требуется 2 моля соляной кислоты для реакции и образования одного моля соли и одного моля газа.

Теперь рассмотрим данные, даннные в задаче.
Масса соляной кислоты равна 150 г, а концентрация соляной кислоты составляет 20%.

Для начала рассчитаем количество соляной кислоты в граммах.
Масса соляной кислоты можно определить как процент от общего объема:

\[\text{Масса соляной кислоты} = \text{Общий объем} \times \text{Концентрация} = 150 \, \text{г} \times \frac{20}{100} = 30 \, \text{г}\]

Теперь мы можем рассчитать количество молей соляной кислоты, используя молярную массу HCl.
Молярная масса HCl равна массе 1 моля соляной кислоты, которая равняется сумме массы атома водорода и массы атома хлора.

Молярная масса HCl = (масса атома водорода) + (масса атома хлора)

Молярная масса водорода (H) составляет приблизительно 1 г/моль, и молярная масса хлора (Cl) составляет около 35,5 г/моль.
Таким образом, молярная масса HCl составляет приблизительно 1 г/моль + 35,5 г/моль = 36,5 г/моль.

Теперь мы можем рассчитать количество молей соляной кислоты, используя формулу:

\[\text{Количество молей HCl} = \frac{\text{Масса HCl}}{\text{Молярная масса HCl}} = \frac{30 \, \text{г}}{36,5 \, \text{г/моль}} \approx 0,82 \, \text{моль}\]

Так как reaction equation показывает, что на каждый моль соляной кислоты требуется 2 моля цинка, примем, что моли соляной кислоты равняются молям цинка.

Таким образом, количество молей цинка составляет 0,82 моль.

Теперь давайте рассчитаем массу соли, образующейся при реакции с данной массой цинка. Для этого нам нужно знать молярную массу ZnCl2, которая равна сумме массы атома цинка и двух атомов хлора.

Молярная масса ZnCl2 = (масса атома цинка) + (2 * масса атома хлора)

Масса атома цинка (Zn) примерно равна 65 г/моль, а масса атома хлора (Cl) остается такой же, как и ранее, 35,5 г/моль.

Таким образом, молярная масса ZnCl2 составляет примерно 65 г/моль + (2 * 35,5 г/моль) = 136 г/моль.

Теперь мы можем рассчитать массу соли, используя формулу:

\[\text{Масса соли} = \text{Количество молей цинка} \times \text{Молярная масса ZnCl2} = 0,82 \, \text{моль} \times 136 \, \text{г/моль} \approx 111,52 \, \text{г}\]

Таким образом, масса получившейся соли составляет около 111,52 г.

Наконец, нам нужно определить объем выделившегося газа, который в данном случае является водородом (H2). Мы знаем, что 1 моль газа занимает приблизительно 22,4 литра при нормальных условиях.

Для определения количества молей водорода, используем формулу:

\[\text{Количество молей H2} = \text{Количество молей цинка} = 0,82 \, \text{моль}\]

Таким образом, объем выделившегося газа составляет примерно 0,82 моль * 22,4 л/моль = 18,61 литра.

Итак, масса соли, образующейся при реакции цинка с 150 г 20% соляной кислоты, составляет около 111,52 г, а объем выделяющегося газа (водорода) равняется примерно 18,61 литра.