Сколько водорода (н.у.) необходимо для реакции с 200 кг оксида цинка, содержащего 19% примесей? Какое количество воды

Для решения данной задачи, нам необходимо воспользоваться химическим уравнением реакции окисления цинка при взаимодействии с водой:

\[ ZnO + H_2 \rightarrow Zn + H_2O \]

Из уравнения видно, что при реакции каждая молекула оксида цинка \((ZnO)\) превращается в одну молекулу цинка \((Zn)\) и одну молекулу воды \((H_2O)\).

Поскольку в задаче дана масса оксида цинка, нам необходимо сначала определить молекулярную массу этого вещества, а затем вычислить количество вещества оксида цинка.

Молекулярная масса оксида цинка (\(ZnO\)) равна сумме молекулярных масс атомов цинка и кислорода. Из таблицы молекулярных масс элементов получаем:

Масса цинка (Zn) = 65.38 г/моль
Масса кислорода (O) = 16.00 г/моль

Тогда молекулярная масса оксида цинка будет:

\[
ZnO = (65.38 г/моль) + (16.00 г/моль) = 81.38 г/моль
\]

Далее, нам необходимо определить количество молей оксида цинка в 200 кг данного вещества. Для этого воспользуемся формулой:

\[
\text{количество молей} = \frac{ \text{масса вещества (г)} }{ \text{молекулярная масса вещества (г/моль)} }
\]

Вычислим:

\[
\text{количество молей оксида цинка} = \frac{200,000 г}{81.38 г/моль} \approx 2459.25 моль
\]

Таким образом, имеем 2459.25 молей оксида цинка.

Теперь, согласно с химическим уравнением, на одну молекулу оксида цинка приходится одна молекула водорода \((H_2)\). Следовательно, для реакции с 2459.25 молями оксида цинка, нам понадобится такое же количество молей водорода.

Теперь определим массу водорода, требуемую для реакции:

Масса водорода (H_2) = количество молей водорода \(\times\) молекулярная масса водорода

Молекулярная масса водорода (\(H_2\)) равна 2 г/моль.

Вычислим:

Масса водорода = 2459.25 моль \(\times\) 2 г/моль = 4918.5 г

Таким образом, для реакции с 200 кг оксида цинка требуется 4918.5 г водорода.

Теперь посчитаем, какое количество молекул воды образуется в результате данной реакции.

Масса воды (H_2O) равна сумме масс атомов водорода и кислорода. Из таблицы молекулярных масс элементов получаем:

Масса водорода (H) = 1.01 г/моль
Масса кислорода (O) = 16.00 г/моль

Тогда молекулярная масса воды будет:

\[
H_2O = (2 \times 1.01 г/моль) + (16.00 г/моль) = 18.02 г/моль
\]

Количество молей воды, образующейся в результате реакции, будет равно количеству молей оксида цинка, поскольку по химическому уравнению на одну молекулу оксида цинка приходится одна молекула воды.

Таким образом, количество молей воды будет равно 2459.25 молям.

Для определения массы воды, образующейся в результате реакции, воспользуемся формулой:

Масса воды = количество молей воды \(\times\) молекулярная масса воды

Вычислим:

Масса воды = 2459.25 моль \(\times\) 18.02 г/моль \(\approx\) 44348.96 г

Таким образом, в результате данной реакции образуется примерно 44348.96 г (или около 44.3 кг) воды.