5. Определите объём водорода (н.у.), который выделится при растворении цинка в 19,6 г серной кислоты. решение

Чтобы решить задачу, будем использовать химические уравнения и закон сохранения массы. Для начала выясним, какое количество водорода выделяется при реакции цинка с серной кислотой.

Шаг 1: Запишем уравнение реакции

Реакция цинка (Zn) с серной кислотой (H₂SO₄) выглядит следующим образом: \[ \text{Zn} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{ZnSO}_4 + \text{H}_2↑ \] Эта реакция показывает, что на 1 моль цинка выделяется 1 моль водорода.

Шаг 2: Вычислим количество вещества серной кислоты

Сначала нам нужно определить массу молекул серной кислоты, чтобы рассчитать, сколько моль мы имеем. Молярная масса H₂SO₄ составляет: \[ \text{М(H}_2\text{SO}_4\text{)} = 2 \times \text{M(H)} + \text{M(S)} + 4 \times \text{M(O)} = 2 \times 1 + 32 + 4 \times 16 = 98 \text{ г/моль} \]

Теперь подсчитаем, сколько моль серной кислоты содержится в 19.6 г: \[ n(\text{H}_2\text{SO}_4) = \frac{m(\text{H}_2\text{SO}_4)}{M(\text{H}_2\text{SO}_4)} = \frac{19.6 \text{ г}}{98 \text{ г/моль}} \approx 0.2 \text{ моль} \]

Шаг 3: Определим количество выделившегося водорода

Согласно уравнению реакции, на 1 моль H₂SO₄ выделяется 1 моль H₂. Следовательно, из 0.2 моль H₂SO₄ выделится столько же моль водорода: \[ n(\text{H}_2) = n(\text{H}_2\text{SO}_4) = 0.2 \text{ моль} \]

Шаг 4: Рассчитаем объём водорода при нормальных условиях (н.у.)

При нормальных условиях (н.у.) 1 моль любого газа занимает объём примерно 22.4 литра. Таким образом, объём водорода, выделившегося в результате реакции, будет рассчитываться следующим образом: \[ V(\text{H}_2) = n(\text{H}_2) \times 22.4 \text{ л/моль} = 0.2 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 4.48 \text{ л} \]

Ответ

Объём водорода, который выделится при растворении 19,6 г серной кислоты, составляет 4.48 литра.