Сколько водорода (нормальных условиях) будет высвобождено при реакции цинка весом 163,5 г с одним литром 30%-ной

Лёля

32

Для решения этой задачи нам понадобятся химические уравнения и соотношения между массами веществ, участвующих в реакции.

Уравнение реакции между цинком (Zn) и соляной кислотой (HCl) выглядит следующим образом:

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

В соответствии с балансировкой данного уравнения, каждый моль цинка реагирует с двумя молями соляной кислоты и образует одну моль гидрохлорида цинка и одну моль молекулярного водорода.

Для начала, вычислим количество вещества цинка, используя его молекулярную массу (65,38 г/моль) и заданный вес (163,5 г):

\[ n_{Zn} = \frac{m_{Zn}}{M_{Zn}} \]

\[ n_{Zn} = \frac{163,5 \ г}{65,38 \ г/моль} \approx 2,50 \ моль \]

Далее, рассчитаем количество вещества соляной кислоты, зная ее объем (1 литр) и массовую концентрацию (30%):

\[ c_{HCl} = \frac{m_{HCl}}{V_{HCl}} \]

где \(m_{HCl}\) - масса соляной кислоты, \(V_{HCl}\) - ее объем.

Масса соляной кислоты:

\[ m_{HCl} = c_{HCl} \cdot V_{HCl} \cdot d_{HCl} \]

где \(d_{HCl}\) - плотность соляной кислоты.

Подставляем известные значения и рассчитываем:

\[ m_{HCl} = 0,30 \cdot 1 \ л \cdot 1,15 \ г/см^3 \approx 0,345 \ кг \]

Теперь можем рассчитать количество вещества соляной кислоты через ее молекулярную массу (36,46 г/моль):

\[ n_{HCl} = \frac{m_{HCl}}{M_{HCl}} \]

\[ n_{HCl} = \frac{0,345 \ кг}{36,46 \ г/моль} \approx 0,0095 \ моль \]

Согласно уравнению реакции, каждый моль цинка образует один моль молекулярного водорода. Таким образом, количество вещества молекулярного водорода, которое будет образовано, равно количеству вещества цинка:

\[ n_{H_2} = n_{Zn} = 2,50 \ моль \]

Наконец, рассчитаем массу газообразного водорода с использованием его молекулярной массы (2 г/моль):

\[ m_{H_2} = n_{H_2} \cdot M_{H_2} \]

\[ m_{H_2} = 2,50 \ моль \cdot 2 \ г/моль = 5,00 \ г \]

Таким образом, при реакции цинка с одним литром 30%-ной соляной кислоты будет высвобождено 5,00 г молекулярного водорода.