Чтобы найти объем водорода, выделившегося при реакции цинка с азотной кислотой, давайте разберем задачу по шагам.
Шаг 1: Определение реакции
Реакция между цинком (Zn) и азотной кислотой (HNO₃) может быть представлена следующим образом:
[ \text{Zn} + 2\text{HNO}_3 \rightarrow \text{Zn(NO}_3)_2 + \text{H}_2 \uparrow ]
Это указывает на то, что из одной молекулы цинка и двух молекул азотной кислоты выделяется одна молекула водорода.
Шаг 2: Найдем молекулярную массу азотной кислоты
Молекулярная масса HNO₃:
- H: 1 г/моль
- N: 14 г/моль
- O: 16 г/моль × 3 = 48 г/моль
Суммируем:
[ 1 + 14 + 48 = 63 \text{ г/моль} ]
Шаг 3: Рассчитаем количество молей азотной кислоты в 630 г
Теперь найдем количество молей HNO₃ в 630 г:
[
n(\text{HNO}_3) = \frac{m}{M} = \frac{630 , \text{г}}{63 , \text{г/моль}} = 10 , \text{моль}
]
Шаг 4: Определение количества выделившегося водорода
Согласно уравнению реакции, для получения 1 моля водорода требуется 2 моль HNO₃. Таким образом, количество выделившегося водорода будет:
[
n(\text{H}_2) = \frac{n(\text{HNO}_3)}{2} = \frac{10 , \text{моль}}{2} = 5 , \text{моль}
]
Шаг 5: Найдем объем водорода при нормальных условиях
При нормальных условиях (0 °C и 1 атм), 1 моль газа занимает объем 22.4 литра. Следовательно, объем 5 молей водорода можно найти следующим образом:
[
V(\text{H}_2) = n(\text{H}_2) \times 22.4 , \text{л/моль} = 5 , \text{моль} \times 22.4 , \text{л/моль} = 112 , \text{л}
]
Ответ
Объем водорода, который выделился при взаимодействии цинка с 630 г азотной кислоты, составляет 112 литров.
