В 73 г соляной кислоты с массовой долей 5% поместили избыток цинка. Вычислите объем выделившегося газа (н. у.).
Для решения задачи начнем с понимания процесса, который происходит в реакции соляной кислоты (HCl) с цинком (Zn). Реакция выглядит следующим образом:
\[ \text{Zn} + 2 \text{HCl} \rightarrow \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2 \uparrow \]
В результате этой реакции выделяется водород (H₂) в виде газа. Нам нужно определить, сколько водорода выделится в результате реакции с соляной кислотой.
Шаги решения:
Определим массу соляной кислоты в растворе: У нас есть 73 г соляной кислоты с массовой долей 5%. Это означает, что в этой массе 5% составляют сама кислота, а остальная часть — вода и другие компоненты.
\[ \text{Масса HCl} = 73 \, \text{г} \times 0.05 = 3.65 \, \text{г} \]
Выясним, сколько моль HCl содержится в 3.65 г: Нам нужно молярная масса HCl. Она составляет приблизительно:
\[ M(\text{HCl}) = M(\text{H}) + M(\text{Cl}) = 1 + 35.5 = 36.5 \, \text{г/моль} \]
Теперь найдем количество моль HCl:
\[ n(\text{HCl}) = \frac{\text{mass}}{M} = \frac{3.65 \, \text{г}}{36.5 \, \text{г/моль}} \approx 0.1 \, \text{моль} \]
Определим, сколько моль водорода выделится: Согласно уравнению реакции, на 1 моль цинка нужно 2 моль HCl, что означает, что 0.1 моль HCl даст:
\[ n(\text{H}_2) = \frac{0.1 \, \text{моль HCl}}{2} = 0.05 \, \text{моль H}_2 \]
Вычислим объем выделившегося водорода при нормальных условиях: При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает объем 22.4 л. Поэтому объем водорода можно найти следующим образом:
\[ V(\text{H}_2) = n(\text{H}_2) \times 22.4 \, \text{л/моль} = 0.05 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} \approx 1.12 \, \text{л} \]
Ответ:
Объем выделившегося газа (водорода) составляет approximately 1.12 литра при нормальных условиях (н. у.).
