Когда будет образовываться больше водорода: при реакции избытка разбавленной серной кислоты с 30 г цинка или

Zvonkiy_Nindzya_7186

69

Для решения данной задачи нам понадобятся уравнения химических реакций, а также знание соотношения между массой и количеством веществ. Давайте начнем с первого вопроса.

1. Когда будет образовываться больше водорода: при реакции избытка разбавленной серной кислоты с 30 г цинка или 20 г железа?

Уравнение реакции цинка с серной кислотой выглядит следующим образом:

\[Zn + H2SO4 \to ZnSO4 + H2\]

Из него мы видим, что моль цинка и моль серной кислоты должны реагировать в соотношении 1:1, что означает, что масса вещества также соответствует данному соотношению.

Масса серной кислоты равна количеству вещества, умноженному на молярную массу серной кислоты, аналогично с массой цинка.

Молярная масса серной кислоты (H2SO4) равна 98 г/моль, а молярная масса цинка (Zn) равна 65 г/моль.

Поскольку у нас даны массы цинка и железа, мы можем вычислить количество вещества для каждого элемента:

Количество вещества цинка: \(\frac{30}{65}\) моль
Количество вещества железа: \(\frac{20}{56}\) моль

Поскольку оба реагента реагируют с избытком серной кислоты, мы можем сравнить количество вещества продукта - водорода (H2), и узнать, сколько граммов водорода образуется при каждой из реакций.

Продукты реакции цинка с серной кислотой: цинксульфат (ZnSO4) и водород (H2).
Продукты реакции железа с серной кислотой: железосульфат (FeSO4) и водород (H2).

Из уравнений реакций видно, что моль водорода, образующегося при реакции, соответствует молю цинка или железа.

Теперь мы можем вычислить массу водорода, образующуюся при каждой реакции:

Масса водорода при реакции с цинком: \( \frac{30}{65} \times 2 \) г
Масса водорода при реакции с железом: \( \frac{20}{56} \times 2 \) г (так как моль водорода равна молю железа)

Получаем, что образуется больше водорода при реакции с цинком.

2. При взаимодействии с избытком воды, сколько объема водорода выделится:
а) при реакции 1 г натрия
б) при реакции 1 г кальция?

Уравнение реакции натрия с водой выглядит следующим образом:

\[2Na + 2H2O \to 2NaOH + H2\]

Масса водорода, образующегося при реакции, равна количеству вещества и умножается на молярную массу водорода (2 г/моль).

Количество вещества натрия (Na) можно вычислить, разделив массу на молярную массу натрия (23 г/моль) или получив из уравнения реакции, что моль водорода равна молю натрия.

Таким образом, объем водорода при реакции с 1 г натрия равен \( \frac{1}{23} \times 2 \) л.

Аналогично, для реакции кальция с водой:

\[Ca + 2H2O \to Ca(OH)2 + H2\]

Объем водорода при реакции с 1 г кальция равен \( \frac{1}{40} \times 2 \) л.

3. При взаимодействии с избытком разбавленной серной кислоты, в каком случае будет выделяться больше водорода:
а) при реакции 1 г железа
б) при реакции 1 г магния
в) при реакции 1 г цинка?

Уравнения реакций железа, магния и цинка с серной кислотой:
а) Железо (Fe):
\[Fe + H2SO4 \to FeSO4 + H2\]

б) Магний (Mg):
\[Mg + H2SO4 \to MgSO4 + H2\]

в) Цинк (Zn):
\[Zn + H2SO4 \to ZnSO4 + H2\]

Из уравнений видно, что моль водорода будет образовываться в количестве, равном молю железа, магния или цинка, так как они реагируют с избытком серной кислоты.

Для каждой реакции можно вычислить объем водорода по тем же принципам, что и в предыдущем вопросе.

4. Сколько граммов цинка вступило в реакцию с соляной кислотой при образовании 0,5 г водорода?

Уравнение реакции цинка с соляной кислотой выглядит следующим образом:

\[Zn + 2HCl \to ZnCl2 + H2\]

Масса водорода равна количеству вещества, умноженному на молярную массу водорода (2 г/моль).

Молярная масса соляной кислоты (HCl) равна 36,5 г/моль, а молярная масса цинка (Zn) равна 65 г/моль.

Следовательно, количество вещества цинка можно вычислить, разделив массу водорода на молярную массу водорода и умножив на соответствующий коэффициент из уравнения реакции. В данном случае коэффициент для цинка равен 1.

Количество вещества цинка: \( \frac{0,5}{2} \times 1 \times \frac{65}{2} \) г.

Получаем, что в реакции вступило 0,5 г цинка.

Мне надеюсь, что этот подробный ответ помог вам понять данную задачу.