Какой объем водорода будет выделяться, если 3,0 эквивалента цинка реагируют с соляной кислотой?

Zhiraf

51

Для решения этой задачи нам понадобятся основные знания об электрохимических реакциях и уравнениях реакций. Давайте разберемся пошагово.

1. Сначала определим химическую реакцию между цинком (Zn) и соляной кислотой (HCl). Реакция протекает по следующему уравнению:

\[Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\]

2. Зная, что 1 эквивалент вещества соответствует молекулярной массе этого вещества, мы можем вычислить общую массу цинка, необходимую для реакции:

\[M(Zn) = 65.38 г/моль \]

\[3.0 эквивалентов цинка \times 65.38 г/моль = 196.14 грамма\]

Таким образом, для реакции 3.0 эквивалентов цинка потребуется 196.14 грамма.

3. Теперь посмотрим на коэффициент перед водородом в уравнении реакции. Мы видим, что для образования 1 моля водорода (H₂) требуется 1 моль цинка (Zn). Из этого мы можем сделать вывод, что количество водорода (H₂) будет равно количеству цинка (Zn).

4. Зная массу цинка в граммах (196.14 г), мы можем вычислить количество водорода (H₂) в граммах:

\[М(H₂) = 2.02 г/моль \]

\[196.14 г / (65.38 г/моль) = 3.0 моля цинка\]

Таким образом, в результате реакции будет выделяться 3.0 моля водорода.

5. Теперь переведем количество водорода из моль в объем. Для этого нам понадобятся знания о молярном объеме идеального газа при нормальных условиях (0°C и 1 атм):

\[V_m = 22.4 л/моль\]

\[V(H₂) = 3.0 моля \times 22.4 л/моль = 67.2 литра\]

Итак, объем водорода, который будет выделяться в результате реакции, составит 67.2 литра.

Таким образом, ответ на задачу состоит в том, что объем водорода, который будет выделяться, равен 67.2 литра.