Question

Вычислите объем газа, который образуется при растворении 40г цинка в 100г 60%-ного раствора соляной кислоты, если выход продукта составил 95% от теоретически возможного.

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Атомная масса цинка = 65.4

40 / 65,4 = 0,611621 моль цинка.

В 100гр 60%соляной кислоты содержится 60гр хлороводорода.

HCl имеет атомный вес 1+35,4 =36,4

60 / 36,4 =1,65 моль

На каждый атом цинка нужно две молекулы хлороводорода.

Понадобится минимум 0,611621 *2 = 1,223242 < 1,65

Значит, хлороводорода в соляной кислоте хватит для реакции, и даже с небольшим избытком.

Реакция: Zn + 2HCl = ZnCl2 +H2

На каждый 1 моль реагирующего цинка выделяется (по условиям задачи) 0,95 моль водорода (молекулярного, не атомного!)

0,611621 * 0,95 = 0,58104 моль водорода (молекулярного) = 1,16208 грамм.

Плотность водорода равна 0,0898 кг/м3 = 0,0898 гр/литр.

Объём = масса/плотность = 1,16208 / 0,0898 = 12,94 литра.

Answer 2

Для вычисления объема образующегося газа при растворении цинка в соляной кислоте, нам нужно выполнить следующие шаги:

1. Найти количество моль цинка (Zn) в 40 г цинка.
2. Найти количество моль соляной кислоты (HCl) в 100 г 60%-ного раствора.
3. Установить, какое количество моль водорода (H2) образуется при реакции цинка и соляной кислоты.
4. Рассчитать объем газа (H2) при стандартных условиях (0°C и 1 атмосфере давления), так как это обычные условия для измерения объема газов.

Шаг 1: Масса молярная цинка (Zn) составляет примерно 65.38 г/моль. Таким образом, количество моль цинка можно найти следующим образом:

Количество моль цинка = масса цинка (г) / масса молярная цинка (г/моль) Количество моль цинка = 40 г / 65.38 г/моль ≈ 0.611 моль

Шаг 2: Массовая доля HCl в 60%-ном растворе соляной кислоты равна 60 г/100 г = 0.6, что означает, что в 100 г раствора содержится 0.6 массовых долей соляной кислоты (HCl).

Масса соляной кислоты (HCl) в 100 г раствора: Масса HCl = 0.6 * 100 г = 60 г

Масса молярная HCl равна примерно 36.46 г/моль. Таким образом, количество моль HCl в растворе:

Количество моль HCl = масса HCl (г) / масса молярная HCl (г/моль) Количество моль HCl = 60 г / 36.46 г/моль ≈ 1.647 моль

Шаг 3: Уравнение химической реакции между цинком (Zn) и соляной кислотой (HCl) выглядит следующим образом:

Zn + 2HCl -> ZnCl2 + H2

Из уравнения видно, что каждый моль цинка (Zn) реагирует с 2 молями соляной кислоты (HCl) и образует 1 моль водорода (H2).

Количество моль H2, образующегося при реакции: Количество моль H2 = (0.611 моль цинка) * (1 моль H2 / 1 моль Zn) = 0.611 моль H2

Шаг 4: Теперь мы можем рассчитать объем газа (H2) при стандартных условиях, используя уравнение состояния идеального газа (PV = nRT), где P - давление, V - объем, n - количество моль, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.

Для стандартных условий: P = 1 атмосфера = 101.3 кПа T = 0°C = 273.15 K R = 8.314 Дж/(моль·К)

V = (nRT) / P V = (0.611 моль * 8.314 Дж/(моль·К) * 273.15 K) / 101.3 кПа V ≈ 13.7 литров

Таким образом, объем газа (H2), образующегося при растворении 40 г цинка в 100 г 60%-ного раствора соляной кислоты при выходе продукта 95%, составляет приближенно 13.7 литров при стандартных условиях.