Для решения задачи о взаимодействии цинка (Zn) с соляной кислотой (HCl), давайте сначала напомним, что в результате этого взаимодействия выделяется водород (H₂) и образуется хлорид цинка (ZnCl₂) по следующей реакции:
[
\text{Zn (s)} + 2 \text{HCl (aq)} \rightarrow \text{ZnCl}_2 (aq) + \text{H}_2 (g)
]
Шаг 1: Определим количество вещества водорода
Из условия задачи известно, что образуется 10 литров водорода (H₂). Нам нужно перевести объем газа в количество вещества (моли). Для этого будем использовать уравнение состояния газа:
[
V = n \cdot R \cdot T/P
]
При стандартных условиях (0 °C и 1 атм), 1 моль газа занимает 22,4 литра. Используем эту информацию для расчета количества моль водорода:
[
n = \frac{V}{22.4 \text{ л/моль}} = \frac{10 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} \approx 0.446 \text{ моль}
]
Шаг 2: Найдем количество цинка
Смотрим на уравнение реакции. Мы видим, что 1 моль цинка реагирует с 2 моль HCl и выделяет 1 моль H₂. То есть количество моль цинка равно количеству моль водорода:
[
n_{\text{Zn}} = n_{\text{H}_2} = 0.446 \text{ моль}
]
Шаг 3: Найдем массу цинка
Теперь нам нужно рассчитать массу цинка, используя количество вещества и его молярную массу. Молярная масса цинка (Zn) равна 65,38 г/моль. Используем формулу:
[
m = n \cdot M
]
где (m) — масса, (n) — количество вещества, (M) — молярная масса.
Подставим известные значения:
[
m = 0.446 \text{ моль} \cdot 65.38 \text{ г/моль} \approx 29.17 \text{ г}
]
Ответ
Таким образом, масса цинка, который участвовал в реакции, составляет примерно 29.17 граммов.
