Какой объем водорода выделился при этой реакции, если было добавлено достаточное количество цинка и 100 г 10%-ного

Vesenniy_Veter_3637

3

Данная задача связана с химией и исходит из реакции между цинком (Zn) и серной кислотой (H2SO4). Обычно, когда цинк вступает в реакцию с серной кислотой, образуется гидроген (водород) газ и сульфат цинка. Уравнение данной реакции можно записать следующим образом:

\[ Zn + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2 \]

Из уравнения видно, что между 1 молью цинка и 1 молью серной кислоты образуется 1 моль водорода. В нашей задаче у нас есть 100 г 10%-ного раствора серной кислоты. Для начала, давайте определим массу самой серной кислоты в этом растворе:

Масса серной кислоты = масса раствора × концентрация = 100 г × 0.1 = 10 г

Теперь у нас есть масса серной кислоты. Чтобы определить количество водорода, выделенного при реакции, нужно использовать молярные пропорции. Нам нужно знать молярные массы цинка (Zn) и водорода (H2), чтобы определить количество вещества (молей), которое реагирует.

Молярная масса цинка (Zn) составляет около 65.38 г/моль, а молярная масса водорода (H2) - около 2 г/моль.

Теперь можем приступить к расчетам. Сначала определим количество молей серной кислоты:

Количество молей H2SO4 = масса H2SO4 / молярная масса H2SO4
Количество молей H2SO4 = 10 г / (32 г/моль + 4 г/моль + 64 г/моль) = 10 г / 98 г/моль ≈ 0.102 моль

Исходя из уравнения реакции, отношение между молью цинка (Zn) и молью водорода (H2) равно 1:1. Это значит, что количество молей водорода будет таким же, как и количество молей серной кислоты:

Количество молей H2 = Количество молей H2SO4 ≈ 0.102 моль

Теперь, чтобы найти объем водорода, выделившегося при реакции, мы можем использовать уравнение идеального газа:

V = nRT/P,

где V - объем газа, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа (обычно измеряется в Кельвинах), P - давление газа.

Для расчета объема водорода, нам нужно знать температуру и давление. Предположим, что реакция происходит при комнатной температуре (около 25 °С) и нормальном атмосферном давлении (около 101.3 кПа).

Теперь можем найти объем водорода, используя известные величины:

V = nRT/P
V = 0.102 моль × 8.314 J/(моль·К) × 298 К / (101.3 кПа × 1000 Па/кПа)
V ≈ 0.024 л.

Таким образом, при данной реакции образуется приблизительно 0.024 л (или 24 мл) водорода.