Чтобы решить задачу, сначала разберёмся с химической реакцией, происходящей при взаимодействии цинка с соляной кислотой (HCl):
[ \text{Zn} + 2 \text{HCl} \rightarrow \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2 ]
Из этой реакции мы видим, что 1 моль цинка реагирует с 2 моль соляной кислоты и образует 1 моль водорода (H₂).
Шаг 1: Определим количество водорода в формулах
Сначала необходимо определить, сколько молей водорода (H₂) содержится в 5 г водорода.
Мы знаем, что молярная масса водорода (H₂) вычисляется так:
- Молярная масса одного атома водорода ≈ 1 г/моль.
- Следовательно, молярная масса водорода H₂ = 2 * 1 г/моль = 2 г/моль.
Теперь мы можем вычислить количество водорода в 5 г:
[
n(H_2) = \frac{m}{M} = \frac{5 \text{ г}}{2 \text{ г/моль}} = 2.5 \text{ моль}
]
Шаг 2: Найдём количество соляной кислоты
Из уравнения реакции видно, что на 1 моль H₂ требуется 2 моль HCl.
Следовательно:
[
n(HCl) = 2 \times n(H_2) = 2 \times 2.5 \text{ моль} = 5 \text{ моль}
]
Шаг 3: Найдём объем соляной кислоты
При нормальных условиях (температура 0°C и давление 1 атм) 1 моль газообразного вещества занимает объём 22.4 литра.
Поскольку HCl в растворе считается, что мы не можем использовать 22.4 л, а возьмём, что мы интересуемся только реакцией с водородом, объём 5 моль HCl может быть рассчитан аналогично:
[
V(HCl) = n(HCl) \times 22.4 \text{ л/моль} = 5 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 112 \text{ л}
]
Ответ
Таким образом, для реакции с 5 г водорода потребуется 5 моль соляной кислоты, что соответствует объёму:
[\text{Объем HCl } = 112 \text{ литров}]
Таким образом, вам нужно 112 литров соляной кислоты для вступления в реакцию с 5 граммами водорода.
