вычислить объём водорода, который выделился в результате взаимодействия 15 г цинка с серной кислотой
Чтобы решить задачу, нам нужно рассмотреть химическую реакцию между цинком (Zn) и серной кислотой (H₂SO₄) и вычислить, сколько водорода (H₂) выделилось в результате этой реакции.
Шаг 1: Запись уравнения реакции
Реакция между цинком и серной кислотой проходит по следующему уравнению:
\[ \text{Zn} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{ZnSO}_4 + \text{H}_2 \]
Шаг 2: Молярные массы веществ
Для подсчета объемов газов необходимо знать молярные массы веществ:
- Молярная масса цинка (Zn) = 65,38 г/моль
- Молярная масса водорода (H₂) = 2 г/моль
Шаг 3: Определение количества вещества цинка
Сначала найдем, сколько моль цинка содержится в 15 г:
\[ n_{\text{Zn}} = \frac{m_{\text{Zn}}}{M_{\text{Zn}}} = \frac{15\text{ г}}{65,38\text{ г/моль}} \approx 0,229\text{ моль} \]
где:
- \(m_{\text{Zn}} = 15\) г — масса цинка,
- \(M_{\text{Zn}} = 65,38\) г/моль — молярная масса цинка.
Шаг 4: Определение количества водорода
Согласно уравнению реакции, из 1 моля цинка выделяется 1 моль водорода. Таким образом, количество выделившегося водорода будет равно количеству цинка:
\[ n_{\text{H}_2} = n_{\text{Zn}} \approx 0,229\text{ моль} \]
Шаг 5: Вычисление объема водорода
При нормальных условиях (при 0 °C и атмосферном давлении) 1 моль газа занимает объем 22,4 литра. Следовательно, объем выделившегося водорода можно вычислить по формуле:
\[ V_{\text{H}_2} = n_{\text{H}_2} \times 22,4 \text{ л/моль} \]
Теперь подставим наше количество водорода:
\[ V_{\text{H}_2} = 0,229 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} \approx 5,14 \text{ литра} \]
Ответ
Объем водорода, который выделился в результате взаимодействия 15 г цинка с серной кислотой, составляет примерно 5,14 литра.
Заключение
Таким образом, мы рассмотрели процесс взаимодействия цинка с серной кислотой и шаг за шагом рассчитали объем выделившегося водорода, используя основные химические принципы и формулы.
