Question

Решите задачу Какой объём водорода выделится при взаимодействии цинка с 91,25 г 40% раствора соляной кислоты?

Answer 1

Дано:

m р-ра (HCL) = 91,25г

w(HCL) = 40%

Найти:

V(H2) - ?

Решение:

Zn + 2HCL => ZnCL2 + H2

m чистого (HCL) = 91,25г * 0,4 = 36,5 г

n(HCL) = 36,5 г / 36,5 г/моль = 1 моль

n(H2) = 1/2 * n(HCL) = 0,5 моль

V(H2) = 0,5 моль * 22,4 л/моль = 11,2 л

Ответ: 11,2 л

Answer 2

Для решения данной задачи необходимо использовать уравнение реакции между цинком и соляной кислотой:

Zn + 2HCl -> ZnCl2 + H2

Из уравнения видно, что для выделения одного моля водорода необходимо реагировать один моль цинка. Для вычисления количества цинка, реагирующего с кислотой, необходимо рассчитать количество соляной кислоты, содержащееся в 91,25 г 40% раствора:

Масса соляной кислоты = 91,25 г * 0,4 = 36,5 г

Теперь можно рассчитать количество молей соляной кислоты:

n(HCl) = m(HCl) / M(HCl) = 36,5 г / 36,46 г/моль = 1 моль

Так как реагенты в уравнении реакции соотносятся в стехиометрических пропорциях 1:2, то количество молей цинка, реагирующего с кислотой, также равно 1 моль.

Масса цинка, соответствующая 1 молю, равна его атомной массе:

M(Zn) = 65,38 г/моль

Таким образом, масса цинка, реагирующего с кислотой, равна:

m(Zn) = n(Zn) * M(Zn) = 1 моль * 65,38 г/моль = 65,38 г

Из уравнения реакции видно, что на каждый моль цинка выделяется один моль водорода. Таким образом, количество выделившегося водорода равно количеству молей цинка, реагирующего с кислотой:

n(H2) = n(Zn) = 1 моль

Объем выделившегося водорода можно рассчитать с использованием уравнения состояния идеального газа:

V(H2) = n(H2) * R * T / P

где R - универсальная газовая постоянная, T - температура, P - давление.

При комнатной температуре (около 25 °C) и атмосферном давлении (101325 Па) получим:

V(H2) = 1 моль * 8,31 Дж/(моль*К) * (25 + 273) К / 101325 Па = 0,024 м3

Ответ: при взаимодействии цинка с 91,25 г 40% раствора соляной кислоты выделится 0,024 м3 водорода.