Для решения данной задачи начнем с записи уравнения реакции цинка (Zn) с серной кислотой (H₂SO₄):
\[ \text{Zn} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{ZnSO}_4 + \text{H}_2 \]
При этой реакции один моль цинка реагирует с одной моль серной кислоты, образуя один моль сульфата цинка и один моль водорода.
а) Чтобы определить количество вещества цинка, необходимое для получения 4 моль водорода, обратим внимание на стехиометрию реакции. Из уравнения видно, что для получения 1 моль H₂ требуется 1 моль Zn. Таким образом, для получения 4 моль H₂ потребуется:
\[ 4 \, \text{моль H}_2 \times \frac{1 \, \text{моль Zn}}{1 \, \text{моль H}_2} = 4 \, \text{моль Zn} \]
Таким образом, нужно затратить 4 моль цинка.
б) Теперь определим массу образующегося сульфата цинка (ZnSO₄). Для этого сначала найдем его молекулярную массу. Воспользуемся атомными массами элементов:
- Zn: примерно 65.38 г/моль
- S: примерно 32.07 г/моль
- O: примерно 16.00 г/моль (в сульфате 4 атома кислорода)
Сначала вычислим молекулярную массу ZnSO₄:
\[ M_{\text{ZnSO}_4} = M_{\text{Zn}} + M_{\text{S}} + 4 \times M_{\text{O}} = 65.38 + 32.07 + 4 \times 16.00 \] \[ M_{\text{ZnSO}_4} = 65.38 + 32.07 + 64.00 = 161.45 \, \text{г/моль} \]
Теперь можем рассчитать массу сульфата цинка, образующегося при реакции, зная, что для получения 4 моль водорода образуется также 4 моль сульфата цинка:
\[ 4 \, \text{моль ZnSO}_4 \times 161.45 \, \text{г/моль} = 645.8 \, \text{г} \]
Таким образом, масса образующейся соли (сульфата цинка) составит 645.8 граммов.