вычислите объем водорода, выделившегося при взаимодействии цинка массой 13 г с раствором, содержащим 30 г серной кислоты (н.у). (4,48дм³)
Чтобы вычислить объем водорода, выделившегося при взаимодействии цинка с серной кислотой, нужно использовать уравнение реакции и закон сохранения массы.
Запишем уравнение реакции: \[ \text{Zn} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{ZnSO}_4 + \text{H}_2 \]
Найдем количество веществ, участвующих в реакции. Для этого нам нужно вычислить число молей цинка и серной кислоты.
Для цинка (Zn): Молярная масса цинка ≈ 65 г/моль. \[ n_{\text{Zn}} = \frac{m_{\text{Zn}}}{M_{\text{Zn}}} = \frac{13 \text{ г}}{65 \text{ г/моль}} \approx 0,2 \text{ моль} \]
Для серной кислоты (H₂SO₄): Молярная масса серной кислоты ≈ 98 г/моль. \[ n_{\text{H}_2\text{SO}_4} = \frac{m_{\text{H}_2\text{SO}_4}}{M_{\text{H}_2\text{SO}_4}} = \frac{30 \text{ г}}{98 \text{ г/моль}} \approx 0,306 \text{ моль} \]
Определим, какое вещество является лимитирующим. Из уравнения реакции видно, что на 1 моль Zn требуется 1 моль H₂SO₄. Таким образом, необходимо сравнить, сколько молей каждого вещества у нас есть:
- Для 0,2 моль Zn требуется 0,2 моль H₂SO₄.
- У нас есть 0,306 моль H₂SO₄, что больше, чем требуется.
Таким образом, лимитирующим веществом является цинк (Zn).
Теперь найдем, сколько водорода выделится. По уравнению реакции 1 моль цинка дает 1 моль водорода:
\[ n_{\text{H}_2} = n_{\text{Zn}} = 0,2 \text{ моль} \]
Вычислим объем водорода при нормальных условиях (н.у.). При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 дм³:
\[ V_{\text{H}_2} = n_{\text{H}_2} \times 22,4 \text{ дм}^3/\text{моль} = 0,2 \text{ моль} \times 22,4 \text{ дм}^3/\text{моль} = 4,48 \text{ дм}^3 \]
Итак, объем водорода, выделившегося при взаимодействии, составляет 4,48 дм³.
