Чтобы определить массу раствора соляной кислоты (HCl) с массовой долей 0,15, необходимую для получения 6,72 дм³ водорода (H₂), нужно воспользоваться уравнением реакции между цинком (Zn) и соляной кислотой:
[ \text{Zn} + 2 \text{HCl} \rightarrow \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2 \uparrow ]
По этому уравнению видно, что 1 моль цинка реагирует с 2 моль HCl и выделяет 1 моль водорода (H₂).
Шаг 1: Найдем количество вещества (моль) водорода, которое мы хотим получить. Для этого воспользуемся законом газов:
При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л (или 22,4 дм³).
[ n(H_2) = \frac{V}{V_m} = \frac{6,72}{22,4} \approx 0,30 \text{ моль} ]
Шаг 2: Найдем количество моль HCl, необходимое для реакции.
Согласно уравнению реакции, для 1 моля H₂ требуется 2 моль HCl:
[ n(HCl) = 2 \cdot n(H_2) = 2 \cdot 0.30 \approx 0,60 \text{ моль} ]
Шаг 3: Рассчитаем массу HCl, необходимую для получения 0,60 моль.
Молярная масса HCl:
- H = 1 г/моль
- Cl = 35.5 г/моль
Молярная масса HCl = 1 + 35.5 = 36.5 г/моль
Теперь можем найти массу HCl:
[ m(HCl) = n(HCl) \cdot M(HCl) = 0.60 \cdot 36.5 \approx 21.9 \text{ г} ]
Шаг 4: Теперь можем рассчитать массу раствора HCl с массовой долей 0,15.
Если ( \omega(HCl) = 0.15 ), то из 100 г раствора содержится 15 г HCl. Следовательно, для ( m(HCl) = 21.9 ) г:
[ m_{разтвора} = \frac{m(HCl)}{\omega} = \frac{21.9}{0.15} \approx 146.0 \text{ г} ]
Округляем до целых:
Ответ: 146 г раствора соляной кислоты.
