Для начала, определим массу соляной кислоты в растворе.
Масса раствора: 54,75 г
Массовая доля соляной кислоты: 20%
Масса Хлороводородной кислоты (HCl) в растворе:
[ m_{\text{HCl}} = m_{\text{раствора}} \times \frac{\text{массовая доля HCl}}{100} = 54,75 , \text{г} \times 0,20 = 10,95 , \text{г} ]
Теперь найдем количество молей HCl:
Молярная масса HCl (H = 1 г/моль, Cl = 35,5 г/моль):
[ M_{\text{HCl}} = 1 + 35,5 = 36,5 , \text{г/моль} ]
Количество молей HCl:
[ n_{\text{HCl}} = \frac{m_{\text{HCl}}}{M_{\text{HCl}}} = \frac{10,95 , \text{г}}{36,5 , \text{г/моль}} \approx 0,300 , \text{моль} ]
Теперь можем определить, сколько водорода (H₂) выделится в результате реакции между цинком (Zn) и соляной кислотой. Уравнение реакции выглядит следующим образом:
[ \text{Zn} + 2 \text{HCl} \rightarrow \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2 ]
Из уравнения видно, что 1 моль Zn реагирует с 2 молями HCl. Следовательно, количество молей водорода, выделяющееся в реакции, будет равно половине количества молей HCl.
Поэтому:
[ n_{\text{H}2} = \frac{n{\text{HCl}}}{2} = \frac{0,300}{2} = 0,150 , \text{моль} ]
Теперь определим объем водорода при нормальных условиях (н.у.) (1 моль газа занимает 22,4 л):
[ V_{\text{H}2} = n{\text{H}_2} \times 22,4 , \text{л/моль} = 0,150 , \text{моль} \times 22,4 , \text{л/моль} \approx 3,36 , \text{л} ]
Итак, объем водорода, который выделится, составляет примерно 3,36 литра.
