Question

Вычислите объём воздуха, который потребуется для сжигания 27г цинка (объёмная доля кислорода в воздухе равна 0.21)

Answer 1

Дано

m(Zn) = 27 г

v(O2) = 0.21

Решение

n(Zn) = m(Zn) / M(Zn) = 27 / 65 = 0.42 моль

2Zn + O2 = 2ZnO

n(O2) = 0.5n(Zn) = 0.5 * 0.42 = 0.21 моль

V(O2) = n(O2) * Vm = 0.21 * 22.4 = 4.704 дм3

V(воздуха) = V(O2) / v(O2) = 4.704 / 0.21 = 22.4 дм3

Ответ: 22.4 дм3

Answer 2

Для сжигания цинка требуется кислород, который будет реагировать с металлом, образуя оксид цинка. При этом масса оксида цинка будет равна массе цинка, так как масса кислорода, участвующего в реакции, будет много меньше массы цинка.

Реакция сгорания цинка выглядит следующим образом:

Zn + O2 → ZnO

Масса цинка, заданная в задаче, равна 27 г. Молярная масса цинка (Zn) равна 65.38 г/моль.

Найдём количество молей цинка:

n(Zn) = m(Zn) / M(Zn) = 27 г / 65.38 г/моль ≈ 0.413 моль

Коэффициенты перед реагентами и продуктами в уравнении реакции показывают, что для сгорания 1 моля цинка требуется 1 моль кислорода. Таким образом, для сгорания 0.413 моль цинка потребуется 0.413 моль кислорода.

Молярная доля кислорода в воздухе равна 0.21, что означает, что в 1 моль воздуха содержится 0.21 моль кислорода.

Тогда количество молей воздуха, необходимых для сгорания цинка, можно найти по формуле:

n(воздуха) = n(O2) / 0.21

где n(O2) – количество молей кислорода, необходимых для сгорания цинка.

n(O2) = n(Zn) = 0.413 моль

n(воздуха) = n(O2) / 0.21 = 0.413 моль / 0.21 ≈ 1.966 моль

Теперь мы можем найти объём воздуха, необходимый для сгорания цинка, если знать стандартные условия (температура 0°C и давление 1 атм):

V(воздуха) = n(воздуха) * Vm / N

где Vm – молярный объём газа при стандартных условиях (Vм = 22.4 л/моль), а N – число Авогадро (N = 6.022 * 10^23 моль^-1)

V(воздуха) = 1.966 моль * 22.4 л/моль / 6.022 * 10^23 моль^-1 ≈ 7.31 * 10^-4 л

Ответ: для сжигания 27 г цинка необходим объём воздуха примерно 0.000731 л