Question

На 5 г цинка, содержащего 20 % примесей, подействовали серной кислотой. Вычислите массу образовавшегося сульфата цинка и объем выделившегося газа. (цинк + серная кислота = ? + ?) Запишите дано

Answer 1

Дано:

m(Zn) = 5 г

w = 100-20=80% или 0,80

m(ZnSO₄), V(H₂) - ?

Решение:

Zn + H₂SO₄ ⇒ ZnSO₄ + H₂↑

m(Zn)чист=5·0,8=4 г

M(Zn)=65 г/моль

n(Zn)=m/M=4/65=0,06 моль

Согласно уравнению реакции, из 1 моль цинка образуется 1 моль сульфата цинка и 1 моль водорода (газа), тогда

n(H₂)=n(ZnSO₄)=n(Zn)=0,06 моль

M(ZnSO₄)=161 г/моль

m(ZnSO₄)=n·M=0,06·161=9,66 г

V(H₂)=n·V₀=0,06·22,4=1,34 л

Ответ : 9,66 г, 1,34 л.

Answer 2

Дано:

• Масса цинка (Zn) = 5 г
• Процент примесей = 20%
• Реакция: цинк (Zn) + серная кислота (H₂SO₄) = сульфат цинка (ZnSO₄) + водород (H₂)

Сначала определим массу чистого цинка в данной порции, исключив примеси: Масса чистого цинка = Масса цинка / (1 + Процент примесей) Масса чистого цинка = 5 г / (1 + 0.20) = 5 г / 1.20 ≈ 4.17 г

Теперь рассмотрим химическую реакцию между цинком и серной кислотой: Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂

Согласно уравнению реакции, 1 моль цинка образует 1 моль сульфата цинка и 1 моль водорода.

Масса молекулы цинка (Zn) = 65.38 г/моль Масса молекулы сульфата цинка (ZnSO₄) = 65.38 г/моль (Zn) + 32.07 г/моль (S) + 4 * 16.00 г/моль (O) = 161.38 г/моль Масса молекулы водорода (H₂) = 2.02 г/моль

Так как 1 моль цинка образует 1 моль сульфата цинка и 1 моль водорода: Масса сульфата цинка = Масса чистого цинка = 4.17 г Масса водорода = Масса чистого цинка = 4.17 г

Теперь мы можем пересчитать массу водорода в молях: Молы водорода = Масса водорода / Масса молекулы водорода Молы водорода = 4.17 г / 2.02 г/моль ≈ 2.065 моль

Так как каждая моль водорода соответствует 1 молю сульфата цинка: Молы сульфата цинка = Молы водорода = 2.065 моль

Теперь мы можем вычислить массу сульфата цинка: Масса сульфата цинка = Молы сульфата цинка * Масса молекулы сульфата цинка Масса сульфата цинка = 2.065 моль * 161.38 г/моль ≈ 333.35 г

Объем выделившегося газа (водорода) можно вычислить с использованием закона Гей-Люссака:

V = n * Vm где: V - объем газа n - количество молей газа Vm - молярный объем газа при нормальных условиях (приблизительно 22.71 л/моль)

n = Молы водорода = 2.065 моль Vm = 22.71 л/моль

V = 2.065 моль * 22.71 л/моль ≈ 46.89 л

Итак, масса образовавшегося сульфата цинка составляет около 333.35 г, а объем выделившегося газа (водорода) примерно 46.89 л.