Каков объем водорода, образовавшегося при реакции цинка массой 13 г с избытком соляной кислоты?

Данная задача связана с химией и измерением объемов газов, образующихся при химической реакции. Давайте разберемся пошагово.

Шаг 1: Составление уравнения реакции
Для решения задачи необходимо составить уравнение реакции между цинком и соляной кислотой. Уравнение реакции выглядит следующим образом:

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

Здесь цинк (Zn) реагирует с соляной кислотой (HCl) и образует хлорид цинка (ZnCl_2) и молекулы водорода (H2).

Шаг 2: Расчет количества вещества цинка
Для расчета количества вещества цинка необходимо использовать мольную массу (массу одного моля вещества). Мольная масса цинка равна примерно 65.38 г/моль.

Количество молей цинка можно найти, разделив массу цинка на его мольную массу:

\[n(Zn) = \frac{{m(Zn)}}{{M(Zn)}}\]

В нашей задаче масса цинка равна 13 г, поэтому:

\[n(Zn) = \frac{{13 \, \text{г}}}{{65.38 \, \text{г/моль}}} \approx 0.198 \, \text{моль}\]

Шаг 3: Расчет количества вещества и объема водорода
Исходя из уравнения реакции, мы видим, что для каждого моля цинка образуется один моль молекул водорода. Поэтому, количество молей водорода будет таким же, как количество молей цинка:

\[n(H_2) = 0.198 \, \text{моль}\]

Однако, для расчета объема водорода нам необходимо использовать идеальный газовый закон, который утверждает, что объем газа пропорционален количеству молей газа.

Таким образом, объем водорода можно рассчитать по формуле:

\[V(H_2) = n(H_2) \cdot V_m\]

Где \(V_m\) - молярный объем газа при стандартных условиях (обычно равен 22.4 л/моль).

Подставляя значения в формулу, получаем:

\[V(H_2) = 0.198 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} \approx 4.429 \, \text{л} \]

Таким образом, объем водорода, образовавшегося при данной реакции, составляет примерно 4.429 литра.