Question

В каком случае объём получившегося водорода будет больше: при взаимодействии 11,2г железа с избытком раствора серной кислоты или при взаимодействии 13г цинка с избытком соляной кислоты?

Answer 1

Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2

n(Fe) = m(Fe)/M(Fe) = 11,2/56 = 0,2моль.

По реакции видно, что количество водорода равно количеству железа: n(H2) = n(Fe) = 0,2 моль.

V(H2) = Vm*n(H2)  (Vm - молярный объем, равен 22,4 л/моль при н.у.)

V(H2) = 22,4*0,2 = 4,48 л.

 

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2

n(Zn) = 13/65 = 0,2 моль

V(H2) = 22,4*0,2 = 4,48 л.

 

Объемы получаются одинаоквыми.

Answer 2

Объём получившегося водорода

Для определения, в каком случае объём получившегося водорода будет больше, нужно рассмотреть реакции взаимодействия железа с серной кислотой и цинка с соляной кислотой.

Взаимодействие 11,2 г железа с избытком раствора серной кислоты

Рассмотрим сначала реакцию взаимодействия 11,2 г железа с избытком раствора серной кислоты. Уравнение реакции выглядит следующим образом:

Fe + H2SO4 -> FeSO4 + H2

Из уравнения видно, что каждая молекула железа реагирует с одной молекулой серной кислоты, образуя одну молекулу сульфата железа и одну молекулу водорода.

Для определения объёма получившегося водорода, нужно знать количество вещества железа, которое реагирует с серной кислотой. Для этого воспользуемся формулой:

n = m/M

где n - количество вещества, m - масса вещества, M - молярная масса вещества.

Для железа молярная масса равна 55,85 г/моль, а масса железа равна 11,2 г. Подставляя значения в формулу, получаем:

n(Fe) = 11,2 г / 55,85 г/моль ≈ 0,2 моль

Так как каждая молекула железа реагирует с одной молекулой серной кислоты и образует одну молекулу водорода, то количество вещества водорода будет таким же:

n(H2) = 0,2 моль

Теперь, чтобы определить объём получившегося водорода, воспользуемся уравнением состояния идеального газа:

V = n * Vm

где V - объём газа, n - количество вещества газа, Vm - молярный объём газа при стандартных условиях (22,4 л/моль).

Подставляя значения, получаем:

V(H2) = 0,2 моль * 22,4 л/моль = 4,48 л

Таким образом, при взаимодействии 11,2 г железа с избытком раствора серной кислоты объём получившегося водорода составит примерно 4,48 л.

Взаимодействие 13 г цинка с избытком соляной кислоты

Теперь рассмотрим реакцию взаимодействия 13 г цинка с избытком соляной кислоты. Уравнение реакции выглядит следующим образом:

Zn + 2HCl -> ZnCl2 + H2

Из уравнения видно, что каждая молекула цинка реагирует с двумя молекулами соляной кислоты, образуя одну молекулу хлорида цинка и одну молекулу водорода.

Аналогично предыдущему случаю, определим количество вещества цинка:

n(Zn) = 13 г / 65,38 г/моль ≈ 0,2 моль

Так как