Question

№1 Какая масса цинка требуется для взаимодействия с раствором соляной кислоты массой 328,5 г. и концентрацией 5%? Какой объём водорода при этом выделяется? №2 Вычислите массу соли и воды, которые образуются при взаимодействии фосфорной кислоты с раствором гидроксида натрия массой 80 г. и концентрацией 20%

Answer 1

Ответ:

№1

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑

1) Найдем массу соляной кислоты:

m(HCl) = 328,5 (г.) × 0,05 = 16,425 (г.)

2) Найдем количество HCl:

n(HCl) = 16,425 (г.) ÷ 36,5 (г./моль) = 0,45 (моль)

3) Из уравнения реакции найдем количество Zn, которого необходимо взять для полной нейтрализации раствора хлороводородной кислоты (количество Zn в два раза меньше количества HCl):

n(Zn) = n(HCl) ÷ 2 = 0,45 (моль) ÷ 2 = 0,225 (моль)

4) Найдем массу цинка:

m(Zn) = 0,225 (моль) × 65 (г./моль) = 14,625 (г.)

5) Найдем количество образующегося водорода (по-моему, его количество равно количеству n(HCl)÷2)

n(H2) = n(HCl) ÷ 2 = 0,45 (моль) ÷ 2 = 0,225 (моль)

6) Найдем объем образующегося водорода:

V(H2) = 0,225 (моль) × 22,4 (л./моль) = 5,04 (л.)

Ответ: m(Zn) = 14,625 (г.); V(H2) = 5,04 (л.)

         

№2

H3PO4 + 3NaOH = Na3PO4 + 3H2O

Для того, чтобы задача имела решение, необходимо сказать, что фосфорная кислота в избытке. При данном условии вычислим массу образующейся соли и воды по количеству гидроксида натрия, прореагировавшему полностью.

1) Найдем массу гидроксида натрия:

m(NaOH) = 80 (г.) × 0,2  = 16 (г.)

2) Найдем количество гидроксида натрия:

n(NaOH) = 16 (г.) ÷ (23+16+1) (г./моль) = 16 (г.) ÷ 40 (г./моль) = 0,4 (моль)

3) По уравнению реакции определяем количество образовавшейся соли и воды:

n(H2O) = n(NaOH) = 0,4 (моль)

n(Na3PO4) = n(NaOH) ÷ 3 = 0,4 (моль) ÷ 3 ≈ 0,13 (моль)

4) Найдем массы искомых веществ:

m(H2O) = 0,4 (моль) × 18 (г./моль) = 7,2 (г.)

m(Na3PO4) = 0,13 (моль) × 164 (г./моль) = 21,32 (г.)

Ответ: m(H2O) = 7,2 (г.); m(Na3PO4) = 21,32 (г.)

Answer 2

Для решения этих задач, нам необходимо использовать химические уравнения реакций и стехиометрию. Начнем с первой задачи:

№1: Для взаимодействия цинка с соляной кислотой, происходит следующая реакция: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

Масса раствора соляной кислоты: 328.5 г Концентрация соляной кислоты: 5% (подразумевается 5% массовая доля HCl в растворе)

1. Рассчитаем массу HCl в растворе: Масса HCl = 5% от 328.5 г = 0.05 * 328.5 г = 16.425 г

2. Рассчитаем количество моль HCl: Масса молекулы HCl = молярная масса HCl = 1 г/моль + 35.5 г/моль = 36.5 г/моль Количество молей HCl = масса HCl / молярная масса HCl = 16.425 г / 36.5 г/моль ≈ 0.45 моль

3. Реакция между Zn и HCl говорит нам, что для 1 моля Zn требуется 2 моля HCl. Поэтому количество молей цинка равно половине количества молей HCl.

Количество молей Zn = 0.45 моль / 2 ≈ 0.225 моль

4. Масса цинка: Масса цинка = количество молей Zn * молярная масса Zn = 0.225 моль * 65.38 г/моль ≈ 14.6 г

Таким образом, для взаимодействия с раствором соляной кислоты массой 328,5 г и концентрацией 5%, требуется около 14.6 г цинка. Теперь рассчитаем объем выделяющегося водорода:

5. Для образования 1 моля H2 требуется 1 моль Zn. Таким образом, количество молей выделяющегося водорода также равно 0.225 моль.

6. Объем выделяющегося водорода можно рассчитать по уравнению состояния газов: V = n * Vm, где n - количество молей газа, Vm - молярный объем газа при стандартных условиях (22.71 л/моль).

Объем выделяющегося водорода: V = 0.225 моль * 22.71 л/моль ≈ 5.11 л

Ответ №1: Масса цинка, требующегося для взаимодействия: около 14.6 г Объем выделяющегося водорода: около 5.11 л

№2: Для взаимодействия фосфорной кислоты с гидроксидом натрия происходит реакция: H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O

Масса гидроксида натрия: 80 г Концентрация гидроксида натрия: 20% (подразумевается 20% массовая доля NaOH в растворе)

1. Рассчитаем массу NaOH в растворе: Масса NaOH = 20% от 80 г = 0.2 * 80 г = 16 г

2. Рассчитаем количество молей NaOH: Масса молекулы NaOH = молярная масса NaOH = 23 г/моль + 16 г/моль + 1 г/моль = 40 г/моль Количество молей NaOH = масса NaOH / молярная масса NaOH = 16 г / 40 г/моль = 0.4 моль

3. Реакция между H3PO4 и NaOH говорит нам, что для 1 моля H3PO4 требуется 3 моля NaOH. Поэтому количество молей H3PO4 равно тройному количеству молей NaOH.

Количество молей H3PO4 = 0.4 моль * 3 = 1.2 моль

4. Масса H3PO4: Масса H3PO4 = количество молей H3PO4 * молярная масса H3PO4 = 1.2 моль * (3 * 1 г/моль + 31 г/моль + 4 * 16 г/моль) ≈ 1.2 моль * 98 г/моль ≈ 117.6 г

5. Образовавшаяся соль - фосфат натрия Na3PO4 и вода H2O.

Масса соли Na3PO4: 3 * масса NaOH = 3 * 16 г = 48 г Масса воды H2O: масса H3PO4 = 117.6 г

Ответ №2: Масса соли Na3PO4: 48 г Масса воды H2O: 117.6 г