Сколько литров сероводорода выделится при действии 10 г 3,65% раствора соляной кислоты на 1,94 г сульфида цинка?
Для решения этой задачи, давайте сначала разберемся с реакцией, которая будет происходить между соляной кислотой (HCl) и сульфидом цинка (ZnS). Реакция выглядит следующим образом:
\[ \text{ZnS} + 2 \text{HCl} \rightarrow \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2\text{S} \uparrow \]
Шаг 1: Найдем количество вещества сульфида цинка (ZnS).
Рассчитаем молекулярную массу ZnS:
- Zn (цинк) = 65,38 г/моль
- S (сера) = 32,07 г/моль
- Молярная масса ZnS = 65,38 + 32,07 = 97,45 г/моль
Рассчитаем количество вещества ZnS: \[ n_{\text{ZnS}} = \frac{m}{M} = \frac{1,94 \text{ г}}{97,45 \text{ г/моль}} \approx 0,0199 \text{ моль} \]
Шаг 2: Найдём количество HCl в растворе.
Определим массу HCl в 10 г раствора: \[ m_{\text{HCl}} = 10 \text{ г} \times 0,0365 = 0,365 \text{ г} \]
Рассчитаем количество вещества HCl:
- Молярная масса HCl = 1,01 + 35,45 = 36,46 г/моль \[ n_{\text{HCl}} = \frac{m_{\text{HCl}}}{M} = \frac{0,365 \text{ г}}{36,46 \text{ г/моль}} \approx 0,0100 \text{ моль} \]
Шаг 3: Определяем, сколько сероводорода (H₂S) выделится.
Согласно уравнению реакции, для получения 1 моль H₂S требуется 1 моль ZnS и 2 моль HCl:
- Нам нужно проверить, хватает ли HCl для реакции с ZnS:
- Для 0,0199 моль ZnS требуется 0,0398 моль HCl (вдвое больше).
- У нас есть только 0,0100 моль HCl, следовательно, HCl является ограничивающим реагентом.
Шаг 4: Рассчитаем количество выделившегося H₂S.
По уравнению реакции на 2 моль HCl образуется 1 моль H₂S: \[ n_{\text{H₂S}} = \frac{n_{\text{HCl}}}{2} = \frac{0,0100}{2} = 0,0050 \text{ моль} \]
Шаг 5: Переведем количество H₂S в объем при стандартных условиях (0 °C и 1 атм).
При стандартных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л: \[ V_{\text{H₂S}} = n_{\text{H₂S}} \times 22,4 \text{ л/моль} = 0,0050 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} \approx 0,112 \text{ л} \]
Ответ:
Объем сероводорода (H₂S), выделившегося в результате реакции, составит примерно 0,112 литра.
