Question

Вычислите объем водорода полученного при взаимодействии 130 грамм цинка, содержащего 5% примесей и 200гр 10% раствора соляной кислоты. Выход продукта реакции составляет 60%

Answer 1

Дано:
m(Zn с прим.)=130г.
ω%(прим.) =5%
m(HCI)=200г.
ω%(HCI)=10%
ω%(выхода H₂)=60%
Vm=22,4л./моль
-----------------------------------------
V(H₂)-?
1. Определим массу примесей в 130г. цинка с примесью 5%:
m(прим.)=ω%(прим.)×m(Zn с прим.)÷100%=5%×130г.÷100%=6,5г.
2. Определим молярную массу цинка, массу чистого цинка и его количество вещества в этой массе:
M(Zn)=65г./моль
m(Zn)=m(Zn с прим.) - m(прим.)=130г. - 6,5г.=123,5г.
n(Zn)=m(Zn)÷M(Zn)=123,5г.÷65г./моль=1,9моль
3. Определим массу чистой соляной кислоты в 200г. с массовой долей 10%: 
m₁(HCI)=ω%×m(HCI) ÷ 100%=10%×200г.÷100%=20г.
4. Определим молярную массу соляной кислоты и количество вещества в 20г.:
M(HCI)=1+35.5=36,5г./моль
n(HCI)=m₁(HCI)÷M(HCI)=20г.÷36,5г./моль=0,55моль
5. Запишем уравнение реакции взаимодействия цинка с соляной кислотой:
Zn + 2HCI = ZnCI₂+ H₂
4. Анализируем уравнение реакции: а).по уравнению реакции 1 моль цинка взаимодействует с 2моль соляной кислоты, а по условию дано1,9моль цинка и 0,55моль соляной кислоты.
 Делаем вывод, что цинк дан в избытке. Дальше задачу решаем, используя данные по соляной кислоте.
б) по уравнению реакции из 2моль соляной кислоты образуется 1моль водорода, значит из 0,55моль водорода образуется в два раза меньше:
n(H₂)=0,55моль÷2=0,275моль
5. Определим теоретический выход объема водорода количеством вещества 0,275моль:
V(H₂)=n(H₂)х Vm= 0,275мольх22,4л./моь=6,16л.
6. Определим объем водорода, если его выход составляет 60% от теоретического возможного:
 V₁(H₂)=V(H₂)хω%(выхода H₂)÷100%=3,696л.
7. Ответ: при взаимодействии 130г. цинка с примесью 5% с 200г. соляной кислоты с массовой долей 10% образуется водород. Его выход от теоретического возможного 60%, это будет составлять объем водорода 3,696л.

Answer 2

Для решения этой задачи нам необходимо сначала определить количество вещества, затем вычислить количество водорода и, наконец, определить его объем.

1. Найдем количество цинка (Zn): Масса цинка = 130 г - (130 г × 5%) = 130 г - (130 г × 0.05) = 130 г - 6.5 г = 123.5 г Молярная масса цинка (Zn) = 65.38 г/моль Количество цинка (Zn) = масса цинка (г) / молярная масса цинка (г/моль) = 123.5 г / 65.38 г/моль ≈ 1.887 моль

2. Найдем количество соляной кислоты (HCl): Масса соляной кислоты = 200 г × 0.1 = 20 г Молярная масса соляной кислоты (HCl) = 36.46 г/моль Количество соляной кислоты (HCl) = масса соляной кислоты (г) / молярная масса соляной кислоты (г/моль) = 20 г / 36.46 г/моль ≈ 0.548 моль

3. Рассчитаем количество водорода (H2) на основе уравнения реакции: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 Коэффициент пропорции между цинком и водородом равен 1:1. Количество водорода (H2) = количество цинка (Zn) × коэффициент соотношения = 1.887 моль × 1 ≈ 1.887 моль

4. Определим объем водорода (H2) при стандартных условиях (0°C и 1 атм): 1 моль газа при стандартных условиях занимает объем примерно равный 22.4 л. Объем водорода (H2) = количество водорода (моль) × объем одного моля газа ≈ 1.887 моль × 22.4 л/моль ≈ 42.275 л

Таким образом, объем водорода, полученного при данной реакции, составляет примерно 42.275 л.