Вычислить объем и массу водорода (н.у.), массу металла и массовую долю соли (ZnSO4), которые образуются при реакции цинка с 150 г раствора серной кислоты, с массовой долей кислоты…

Для решения задачи начнем с анализа реакции и последовательно выполним все необходимые вычисления.

Шаг 1: Определение массовой доли серной кислоты в растворе

Дано:

• Масса раствора серной кислоты = 150 г
• Массовая доля кислоты = 9.8%

Для того чтобы найти массу серной кислоты в растворе, воспользуемся формулой:

\[ \text{Масса кислоты} = \text{Масса раствора} \times \frac{\text{Массовая доля}}{100} \]

Подставим значения:

\[ \text{Масса кислоты} = 150 \, \text{г} \times \frac{9.8}{100} = 14.7 \, \text{г} \]

Шаг 2: Вычисление количества молей серной кислоты

Теперь найдем количество молей серной кислоты (H₂SO₄). Для этого используем молярную массу H₂SO₄. Молярная масса H₂SO₄ рассчитывается как:

• H (водород) = 1 г/моль × 2 = 2 г/моль
• S (сера) = 32 г/моль
• O (кислород) = 16 г/моль × 4 = 64 г/моль

Итого:

\[ \text{Молярная масса H₂SO₄} = 2 + 32 + 64 = 98 \, \text{г/моль} \]

Теперь найдем количество молей кислоты:

\[ n = \frac{\text{Масса кислоты}}{\text{Молярная масса}} = \frac{14.7 \, \text{г}}{98 \, \text{г/моль}} \approx 0.150 \, \text{моль} \]

Шаг 3: Определение количества цинка (Zn), необходимого для реакции

Согласно уравнению реакции, 1 моль H₂SO₄ реагирует с 1 моль Zn. Следовательно, для 0.150 моль H₂SO₄ потребуется 0.150 моль Zn.

Шаг 4: Вычисление массы цинка

Теперь находим массу необходимого цинка. Молярная масса Zn составляет 65.38 г/моль. Следовательно:

\[ \text{Масса цинка} = n \times \text{Молярная масса} = 0.150 \, \text{моль} \times 65.38 \, \text{г/моль} \approx 9.80 \, \text{г} \]

Шаг 5: Определение массы образовавшейся соли (ZnSO₄)

На основании уравнения реакции, образуется 1 моль ZnSO₄ из 1 моля H₂SO₄ и 1 моля Zn. Поэтому 0.150 моль ZnSO₄ также образуется в результате реакции.

Теперь вычислим массу ZnSO₄. Молярная масса ZnSO₄ рассчитывается как:

• Zn = 65.38 г/моль
• S = 32 г/моль
• O = 16 г/моль × 4 = 64 г/моль

Итого:

\[ \text{Молярная масса ZnSO₄} = 65.38 + 32 + 64 = 161.38 \, \text{г/моль} \]

Следовательно, масса образовавшегося ZnSO₄ будет равна:

\[ \text{Масса ZnSO₄} = n \times \text{Молярная масса} = 0.150 \, \text{моль} \times 161.38 \, \text{г/моль} \approx 24.21 \, \text{г} \]

Шаг 6: Определение массовой доли соли в растворе

Теперь можно найти массовую долю соли (ZnSO₄) в растворе серной кислоты:

\[ \text{Массовая доля ZnSO₄} = \frac{\text{Масса ZnSO₄}}{\text{Масса раствора}} \times 100\% \]

Подставляем значения:

\[ \text{Массовая доля ZnSO₄} = \frac{24.21 \, \text{г}}{150 \, \text{г}} \times 100\% \approx 16.14\% \]

Результаты

• Объем водорода (H₂): 0.150 моль (можно также выразить в литрах при н.у. как 0.150 моль × 22.4 л/моль ≈ 3.36 л).
• Масса цинка (Zn): 9.80 г.
• Масса образовавшейся соли (ZnSO₄): 24.21 г.
• Массовая доля соли (ZnSO₄): 16.14%.

Если у вас есть дополнительные вопросы или нужна помощь с другой задачей, дайте знать!