Question

Какой объём водорода образуется при взаимодействии 250г раствора 30% серной кислоты с цинком, если выход продукта реакции составляет 95%?

Answer 1

Дано:
m(p-pa H2SO4) = 250 г
ω(H2SO4) = 30% или 0,3
W(Н2)=95% или 0,95
V(H2)-?
Решение.
m(H2SO4) = m(p-pa H2SO4)×ω(H2SO4)
m(H2SO4) = 250 г×0,3 = 75 г
M(H2SO4) = 98 г/моль
n(H2SO4) = m(H2SO4)/M(H2SO4)
n(H2SO4) = 75 г/98 г/моль = 0,765306 моль
Vm = 22,4 л/моль
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑
Из уравнения стехиометрических коэффициентов реакции следует, что n(H2)=n(H2SO4) = 0.765306 моль
Находим теоретический выход объема водорода (V'(H2):
V'(H2) = Vm×n(H2)
V'(H2) = 22,4 л/моль×0,765306 моль = 17,143 л
Находим практический выход объема водорода (V(H2):
V(H2) = V'(H2)×W(H2)
V(H2)=17,143 л×0,95 = 16,286 л
Ответ: 16,286 л

Answer 2

Как-то так...............................

Answer 3

Для решения этой задачи, давайте сначала определим химическую реакцию между серной кислотой (H2SO4) и цинком (Zn). Обычно реакция между кислотой и металлом выглядит следующим образом:

\[ \text{Zn} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{ZnSO}_4 + \text{H}_2 \]

Из уравнения видно, что при реакции образуется молекула водорода \( \text{H}_2 \). Для нашего случая, массовая доля водорода в молекуле \( \text{H}_2 \) составляет примерно 2 г/моль.

Теперь, давайте рассмотрим, как определить количество молекул водорода, образующегося при реакции. Мы можем воспользоваться стехиометрией химической реакции. Соотношение между молью цинка (Zn) и молью водорода (H2) в данной реакции 1:1. Таким образом, масса водорода равна массе цинка, который реагировал.

Масса цинка (Zn) может быть рассчитана по формуле:

\[ \text{Масса цинка} = \text{Масса раствора} \times \text{Массовая доля цинка в растворе} \]

В данном случае:

\[ \text{Масса цинка} = 250 \, \text{г} \times (1 - 0.3) = 250 \, \text{г} \times 0.7 = 175 \, \text{г} \]

Теперь, учитывая, что выход продукта составляет 95%, рассчитаем массу образовавшегося водорода:

\[ \text{Масса водорода} = \text{Масса цинка} \times \text{Выход продукта} \]

\[ \text{Масса водорода} = 175 \, \text{г} \times 0.95 = 166.25 \, \text{г} \]

Теперь мы знаем массу водорода. Чтобы найти его объем, воспользуемся уравнением состояния идеального газа \( PV = nRT \), где \( P \) - давление, \( V \) - объем, \( n \) - количество молекул, \( R \) - универсальная газовая постоянная, \( T \) - температура.

Масса водорода можно перевести в количество молекул, зная молекулярную массу водорода (приблизительно 2 г/моль). Таким образом:

\[ \text{Количество молекул} = \frac{\text{Масса водорода}}{\text{Молекулярная масса водорода}} \]

\[ \text{Количество молекул} = \frac{166.25 \, \text{г}}{2 \, \text{г/моль}} \]

\[ \text{Количество молекул} = 83.125 \, \text{моль} \]

Теперь мы можем использовать уравнение состояния идеального газа для нахождения объема водорода. Предположим, что реакция происходит при стандартных условиях (например, комнатная температура и давление):

\[ V = \frac{nRT}{P} \]

Однако, учтите, что при высоких давлениях или низких температурах нужно внести коррекции. Приблизительные стандартные условия - 0 градусов Цельсия (273.15 К) и 1 атмосферное давление (101.325 кПа).

\[ V = \frac{83.125 \, \text{моль} \times 8.314 \, \text{Дж/(моль К)} \times 273.15 \, \text{К}}{101.325 \, \text{кПа}} \]

\[ V \approx 1843.73 \, \text{л} \]

Таким образом, приблизительный объем водорода, образующегося при данной реакции, составляет примерно 1843.73 литра.