Какой объем водорода был выделен при реакции 13 г цинка с избытком соляной кислоты?

Andreevna_7360

10

Для решения данной задачи нам необходимо знать химическую реакцию между цинком и соляной кислотой, а также использовать законы сохранения массы и стехиометрию реакций.

1. Сначала запишем уравнение реакции между цинком (Zn) и соляной кислотой (HCl):

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

2. Теперь определим молярные массы веществ:
- Zn: 65,38 г/моль
- HCl: 36,46 г/моль

3. Найдем количество вещества цинка, заданного в задаче (13 г), разделив массу на молярную массу:

\[n(Zn) = \frac{m}{M} = \frac{13}{65,38} = 0,199\, моль\]

4. Согласно уравнению реакции, 1 моль цинка реагирует с 2 молями HCl, таким образом, число моль HCl, необходимых для реакции с данным количеством цинка, равно:

\[n(HCl) = 2 \times n(Zn) = 2 \times 0,199 = 0,398\, моль\]

5. Так как соляная кислота является избыточным реагентом, всё цинк реагирует, и остатка не будет. Следовательно, количество выделившегося водорода можно определить следующим образом:

\[n(H_2) = n(Zn) = 0,199\, моль\]

6. Наконец, найдем объем водорода при стандартных условиях (0°С, 1 атм):

Используем уравнение состояния идеального газа \(V = n \times V_m\), где \(V_m\) — молярный объем при стандартных условиях для идеального газа (22,4 л/моль).

\[V(H_2) = n(H_2) \times V_m = 0,199 \times 22,4 = 4,47\, л\]

Таким образом, при реакции 13 г цинка с избытком соляной кислоты выделится 4,47 л водорода.