Какой объем водорода образуется при реакции цинка массой 23 г с избытком разбавленного раствора серной кислоты, если

Для решения этой задачи нам потребуется соблюдение следующих шагов:

1. Найдите мольные массы веществ, используемых в реакции.
2. Определите мольные соотношения между цинком и водородом в реакции.
3. Рассчитайте количество вещества цинка, используемого в реакции.
4. Определите количество водорода, образующегося в результате реакции цинка с избытком серной кислоты.
5. Найдите объем водорода при стандартных условиях.

Давайте начнем с первого шага и найдем мольные массы веществ:
- Мольная масса цинка (Zn) равна 65,38 г/моль.
- Мольная масса водорода (H₂) равна 2,02 г/моль.
- Мольная масса серной кислоты (H₂SO₄) равна 98,09 г/моль.

Перейдем ко второму шагу и определим мольные соотношения между цинком и водородом в реакции. Из уравнения реакции:

\[Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂\]

Можно видеть, что 1 моль цинка соответствует 1 моль водорода.

Теперь перейдем к третьему шагу и рассчитаем количество вещества цинка, используемого в реакции. Мы знаем, что масса цинка составляет 23 г. Чтобы найти количество вещества цинка в молях, мы разделим массу цинка на его мольную массу:

\[\text{количество вещества цинка } = \frac{\text{масса цинка}}{\text{мольная масса цинка}} = \frac{23 \, \text{г}}{65,38 \, \text{г/моль}} \approx 0,35 \, \text{моль цинка}\]

Теперь перейдем к четвертому шагу и определим количество водорода, образующегося в результате реакции цинка с избытком серной кислоты. Для этого умножим количество вещества цинка на мольное соотношение между цинком и водородом. Так как выход продукта составляет 97%, нам необходимо учитывать этот факт:

\[\text{количество вещества водорода } = 0,35 \, \text{моль цинка} \times 1 \, \text{моль водорода/моль цинка} \times 0,97 \approx 0,34 \, \text{моль водорода}\]

Наконец, перейдем к пятому шагу и найдем объем водорода при стандартных условиях. Мы знаем, что 1 моль любого газа занимает при стандартных условиях объем 22,4 литра. Воспользуемся этим соотношением:

\[\text{объем водорода } = 0,34 \, \text{моль водорода} \times 22,4 \, \text{л/моль} \approx 7,62 \, \text{литра водорода}\]

Итак, объем водорода, образующегося при реакции цинка массой 23 г с избытком разбавленного раствора серной кислоты, составляет около 7,62 литра при стандартных условиях, с учетом выхода продукта, равного 97%.