Какой объем водорода(н.у.) можно получить из цинка массой 9.1г и раствора хлороводородной кислоты, содержащего 16% по массе, при объеме 85см^3 (плотность раствора 1.08г/см^3)?
Рак_6833
Чтобы решить данную задачу, нам потребуется использовать химическую реакцию между цинком (Zn) и хлороводородной кислотой (HCl).
Уравнение реакции выглядит следующим образом:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Из уравнения реакции видно, что для образования молекулы водорода требуется 1 моль цинка и 2 моля хлороводородной кислоты.
1) Рассчитаем количество вещества цинка (Zn). Для этого воспользуемся молярной массой цинка, которая равна 65.38 г/моль (это значение можно найти в периодической системе элементов).
Масса цинка дана в условии и равна 9.1 г.
Для нахождения количества вещества (в молях) воспользуемся формулой:
количество вещества (в молях) = масса / молярная масса
Количество вещества цинка:
n(Zn) = 9.1 г / 65.38 г/моль
2) Рассчитаем количество вещества хлороводородной кислоты (HCl). В условии дано, что раствор содержит 16% HCl по массе, а объем раствора равен 85 см^3.
Для начала, найдем массу раствора хлороводородной кислоты:
масса = плотность x объем
масса = 1.08 г/см^3 x 85 см^3
Теперь рассчитаем массу HCl в растворе:
масса HCl = масса раствора х 0.16
Далее, рассчитаем количество вещества HCl, используя молярную массу HCl, которая равна 36.46 г/моль (также можно найти в периодической системе элементов):
количество вещества HCl = масса HCl / молярная масса HCl
3) Так как в уравнении реакции между Zn и HCl требуется 2 моля HCl, то количество вещества H2, образующегося при реакции, будет равно половине количества вещества HCl.
4) Наконец, поскольку в уравнении реакции видно, что каждый моль цинка образует 1 моль газообразного водорода (H2), мы можем сопоставить количество вещества цинка и количество вещества H2.
Теперь мы можем начать рассчитывать объем водорода (н.у.), который можно получить.
1) Рассчитаем количество вещества водорода, используя количество вещества цинка (n(Zn)), найденное ранее:
количество вещества H2 = n(Zn)
2) Теперь найдем объем водорода (н.у.), используя полученное количество вещества H2 и идеальный газовый закон. Объем водорода связан с количеством вещества H2 следующим образом:
V(H2) = количество вещества H2 x молярный объем водорода (Vm(H2))
Отметим, что молярный объем водорода при нормальных условиях (н.у.) равен 22.4 л/моль.
3) Теперь мы можем подставить найденные значения:
V(H2) = количество вещества H2 x Vm(H2)
V(H2) = n(Zn) x Vm(H2)
Подставим значения и произведем необходимые вычисления:
V(H2) = (9.1 г / 65.38 г/моль) x 22.4 л/моль
Таким образом, объем водорода (н.у.), который можно получить из данной реакции, составляет примерно 3.10 л.
Полученный ответ является приближенным, поскольку в условии не указана точная концентрация раствора. Однако, он дает нам представление о том, сколько водорода можно получить, и позволяет школьнику уяснить процесс решения задачи.
Уравнение реакции выглядит следующим образом:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Из уравнения реакции видно, что для образования молекулы водорода требуется 1 моль цинка и 2 моля хлороводородной кислоты.
1) Рассчитаем количество вещества цинка (Zn). Для этого воспользуемся молярной массой цинка, которая равна 65.38 г/моль (это значение можно найти в периодической системе элементов).
Масса цинка дана в условии и равна 9.1 г.
Для нахождения количества вещества (в молях) воспользуемся формулой:
количество вещества (в молях) = масса / молярная масса
Количество вещества цинка:
n(Zn) = 9.1 г / 65.38 г/моль
2) Рассчитаем количество вещества хлороводородной кислоты (HCl). В условии дано, что раствор содержит 16% HCl по массе, а объем раствора равен 85 см^3.
Для начала, найдем массу раствора хлороводородной кислоты:
масса = плотность x объем
масса = 1.08 г/см^3 x 85 см^3
Теперь рассчитаем массу HCl в растворе:
масса HCl = масса раствора х 0.16
Далее, рассчитаем количество вещества HCl, используя молярную массу HCl, которая равна 36.46 г/моль (также можно найти в периодической системе элементов):
количество вещества HCl = масса HCl / молярная масса HCl
3) Так как в уравнении реакции между Zn и HCl требуется 2 моля HCl, то количество вещества H2, образующегося при реакции, будет равно половине количества вещества HCl.
4) Наконец, поскольку в уравнении реакции видно, что каждый моль цинка образует 1 моль газообразного водорода (H2), мы можем сопоставить количество вещества цинка и количество вещества H2.
Теперь мы можем начать рассчитывать объем водорода (н.у.), который можно получить.
1) Рассчитаем количество вещества водорода, используя количество вещества цинка (n(Zn)), найденное ранее:
количество вещества H2 = n(Zn)
2) Теперь найдем объем водорода (н.у.), используя полученное количество вещества H2 и идеальный газовый закон. Объем водорода связан с количеством вещества H2 следующим образом:
V(H2) = количество вещества H2 x молярный объем водорода (Vm(H2))
Отметим, что молярный объем водорода при нормальных условиях (н.у.) равен 22.4 л/моль.
3) Теперь мы можем подставить найденные значения:
V(H2) = количество вещества H2 x Vm(H2)
V(H2) = n(Zn) x Vm(H2)
Подставим значения и произведем необходимые вычисления:
V(H2) = (9.1 г / 65.38 г/моль) x 22.4 л/моль
Таким образом, объем водорода (н.у.), который можно получить из данной реакции, составляет примерно 3.10 л.
Полученный ответ является приближенным, поскольку в условии не указана точная концентрация раствора. Однако, он дает нам представление о том, сколько водорода можно получить, и позволяет школьнику уяснить процесс решения задачи.
Знаешь ответ?