Question

Определить массу и объем водорода, который выделится при взаимодействии цинка с 200 г 20%-ного раствора соляной кислоты

Answer 1

Zn + 2HCl= ZnCl2 + H2

200*0.2=40гр HCl

x=40*22.4/73=12.2л

x=40*2/73=1.09гр H2

Answer 2

Для решения этой задачи, нужно учитывать химическую реакцию между цинком (Zn) и соляной кислотой (HCl), а также законы сохранения массы и закон Гей-Люссака о объемах газов.

Химическое уравнение реакции: Zn + 2HCl -> ZnCl2 + H2↑

1. Найдем количество вещества цинка (Zn), применив формулу массы: Масса = Количество вещества × Молярная масса Молярная масса цинка (Zn) = 65.38 г/моль

Количество вещества цинка (Zn): n(Zn) = масса(Zn) / Молярная масса(Zn) n(Zn) = 200 г / 65.38 г/моль ≈ 3.06 моль

2. Согласно уравнению реакции, на 1 моль цинка (Zn) образуется 1 моль водорода (H2). Таким образом, количество вещества водорода равно количеству вещества цинка.

Количество вещества водорода (H2) = 3.06 моль

3. Теперь определим массу водорода, которая образуется при реакции. Для этого используем молярную массу водорода: Молярная масса водорода (H2) = 2.016 г/моль

Масса водорода (H2) = Количество вещества водорода × Молярная масса водорода Масса водорода (H2) = 3.06 моль × 2.016 г/моль ≈ 6.17 г

Таким образом, масса водорода, которая выделится при реакции цинка с 200 г 20%-ного раствора соляной кислоты, составит около 6.17 г.

4. Теперь определим объем выделившегося водорода при стандартных условиях (0°C и 1 атм давления). Для этого воспользуемся законом Гей-Люссака, который утверждает, что объемы газов, участвующих в химической реакции, пропорциональны их молярным соотношениям.

Коэффициенты стехиометрического уравнения показывают, что на 1 моль цинка образуется 1 моль водорода.

Объем водорода (H2) при стандартных условиях = Количество вещества водорода (H2) Объем водорода (H2) = 3.06 моль

Теперь нам нужно привести этот объем к условиям задачи (температуре и давлению реакции). Для этого можно воспользоваться уравнением состояния идеального газа: PV = nRT

Где: P - давление газа (в атмосферах) V - объем газа (в литрах) n - количество вещества газа (в молях) R - универсальная газовая постоянная (0.0821 л × атм / (моль × К)) T - температура газа (в Кельвинах)

При стандартных условиях (0°C или 273.15 К, 1 атм давления): V = nRT / P V = 3.06 моль × 0.0821 л × атм / (моль × К) × 273.15 К / 1 атм V ≈ 6.84 л

Таким образом, объем водорода, выделившегося при реакции цинка с 200 г 20%-ного раствора соляной кислоты, составит около 6.84 л.