Сколько литров газа образуется при смешивании образца цинка массой 45 г, содержащего 5% примесей, с раствором серной

Антон

62

Чтобы решить эту задачу, нам необходимо использовать знания о химических реакциях и пропорциях.

Сначала рассмотрим реакцию между цинком и серной кислотой:

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

Из уравнения реакции видно, что на каждый моль цинка образуется один моль газа \(H_2\).

Теперь давайте пошагово решим задачу:

Шаг 1: Найдем количество чистого цинка в образце.

Масса образца цинка - 45 г, при этом он содержит 5% примесей. Следовательно, 95% массы образца - это чистый цинк.

\(Масса\ чистого\ цинка = 45\ г \times \frac {95}{100} = 42.75\ г\)

Шаг 2: Рассчитаем количество моль цинка.

Для этого воспользуемся молярной массой цинка, которая равна 65.38 г/моль.

\(Моль\ цинка = \frac{Масса\ цинка}{Молярная\ масса\ цинка} = \frac{42.75\ г}{65.38\ г/моль} \approx 0.653\ моль\)

Шаг 3: Найдем теоретический объем газа, который образуется при полной реакции.

Так как на каждый моль цинка образуется один моль газа \(H_2\), то теоретический объем газа будет равен числу молей цинка.

\(Теоретический\ объем\ газа = Моль\ цинка = 0.653\ моль\)

Шаг 4: Рассчитаем фактический объем газа, который образовался.

Фактический объем газа составил 85% от его теоретического объема, значит:

\(Фактический\ объем\ газа = 85\% \times Теоретический\ объем\ газа = 0.85 \times 0.653\ моль \approx 0.555\ моль\)

Шаг 5: Переведем полученное количество моль газа в литры.

Для этого воспользуемся идеальным газовым законом, согласно которому один моль идеального газа занимает 22.4 литра объема.

\(Объем\ газа = Количество\ молей\ газа \times 22.4\ л/моль = 0.555\ моль \times 22.4\ л/моль \approx 12.42\ литра\)

Таким образом, при смешивании образца цинка массой 45 г, содержащего 5% примесей, с раствором серной кислоты, образуется примерно 12.42 литра газа.