Определите объем газа, образующегося при нормальных условиях (н.у.) в результате реакции 200 г цинка с раствором

Для решения данной задачи нам понадобятся следующие данные:

Масса цинка (m₁) = 200 г
Количество вещества серной кислоты (n₂) = 2 моль

Для начала, определим количество вещества цинка (n₁) по его массе, используя молярную массу:

M(Zn) = 65.38 г/моль (молярная масса цинка)

Используем формулу:
n₁ = m₁ / M(Zn) = 200 г / 65.38 г/моль

Теперь, определим, какая из веществ реагирует в ограниченном количестве. Для этого посмотрим на соотношение реакционных веществ:

Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂

Исходя из уравнения реакции, видно, что на одну молекулу цинка приходится образование одной молекулы водорода. Таким образом, количество газа водорода (n) будет равно количеству вещества цинка (n₁).

n = n₁ = 200 г / 65.38 г/моль

Теперь, важно отметить, что задача требует определить объем газа (V), образующегося при нормальных условиях (н.у.). Нормальные условия предполагают температуру 0°C (273 K) и давление 1 атмосфера.

Однако, объем газа можно определить, используя уравнение состояния идеального газа:

V = n * R * T / P

где:
V - объем газа
n - количество вещества газа
R - универсальная газовая постоянная (R = 0.0821 л*атм/моль*К)
T - температура в Кельвинах
P - давление

В соответствии с нормальными условиями, мы получаем:

T = 273 K
P = 1 атмосфера

Подставляя все значения в уравнение, получим:

V = n * R * T / P = n₁ * R * T / P = (200 г / 65.38 г/моль) * 0.0821 л*атм/моль*К * 273 K / 1 атмосфера

Выполнив вычисления, найдем объем газа, образующегося при нормальных условиях:

V ≈ (200 г / 65.38 г/моль) * 0.0821 * 273 / 1 л = около 27.14 л

Таким образом, объем газа, образующегося при нормальных условиях в результате реакции, равен примерно 27.14 л.