Question

Какой объем водорода выделиться при взаимодействии цинка с раствором соляной кислоты массой 365 г с массовой долей вещества 30%?

Answer 1

Уравнение реакции:

$Zn + 2HCl = ZnCl_2 + H_2 \uparrow$

w (в-ва) = m (в-ва) : m (р-ра).

Отсюда, m (в-ва) = w (в-ва) · m (р-ра).

30% = 30 : 100 = 0,3.

m (HCl) = 0,3 · 365 = 109,5 (г).

Найдем количество вещества соляной к-ты:

$\displaystyle n (HCl)= \frac{m (HCl)}{M (HCl)}= \frac{109,5}{36,5} = 3$ (моль).

Судя по коэффициентам в уравнении р-ии, n (H₂) = n (HCl) : 2 = 3 : 1,5 = 1,5 (моль).

Найдем объем водорода (Vm — это молярный объем, который при н.у. равен 22,4 моль/л):

V (H₂) = n (H₂) · Vm (H₂) = 1,5 · 22,4 = 33,6 (л).

Ответ: 33,6 л.

Answer 2

Для решения этой задачи сначала нужно определить количество моль соляной кислоты (HCl) в данном растворе, а затем использовать уравнение химической реакции между цинком (Zn) и соляной кислотой, чтобы найти количество моль водорода (H2), выделяющегося при этой реакции.

1. Начнем с определения количества моль соляной кислоты в растворе:

Массовая доля соляной кислоты (HCl) составляет 30%. Это означает, что в 100 г раствора содержится 30 г HCl.

Масса данного раствора составляет 365 г. Следовательно, масса HCl в растворе:

Масса HCl = 30% от 365 г = 0,30 * 365 г = 109,5 г

Теперь найдем количество моль HCl, используя молярную массу HCl:

Молярная масса HCl = 1 г/моль (H) + 35,5 г/моль (Cl) = 36,5 г/моль

Количество моль HCl = Масса HCl / Молярная масса HCl = 109,5 г / 36,5 г/моль = 3 моль HCl

2. Теперь, зная количество моль соляной кислоты (HCl), мы можем использовать уравнение реакции между цинком и соляной кислотой, чтобы найти количество моль водорода (H2), выделяющегося при реакции. Уравнение реакции:

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

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

Таким образом, количество моль H2, выделяющегося при реакции, будет равно половине количества молей HCl, так как соотношение между HCl и H2 1:1:

Количество моль H2 = 1/2 * Количество моль HCl = 1/2 * 3 моль = 1,5 моль H2

3. Теперь используем закон Гей-Люссака (или идеальный газовый закон), чтобы найти объем водорода при стандартных условиях (0°C и 1 атмосферное давление):

Объем (V) = Количество моль (n) * Молярный объем (Vм) при стандартных условиях

Молярный объем (Vм) при стандартных условиях для идеального газа приближенно равен 22,4 л/моль.

Объем водорода (V) = 1,5 моль * 22,4 л/моль = 33,6 л

Таким образом, объем водорода, выделяющегося при реакции цинка с раствором соляной кислоты массой 365 г с массовой долей вещества 30%, составляет 33,6 л при стандартных условиях.