Рассмотрим задачу пошагово и подробно, чтобы понять, как найти объем и количество молекул водорода, образующегося при реакции цинка с соляной кислотой.
Шаг 1. Записать химическую реакцию
Реакция между цинком (Zn) и соляной кислотой (HCl):
[ \mathrm{Zn + 2HCl \to ZnCl_2 + H_2} ]
Это означает, что 1 моль цинка реагирует с 2 молями HCl и образует 1 моль водорода ( H_2 ).
Шаг 2. Рассчитать массу чистого цинка
Дано: масса цинка — 650 мг, но содержат 20% примесей. Значит, чистого цинка:
[
m_{\text{чистого}} = 650, \text{мг} \times (1 - 0.20) = 650, \text{мг} \times 0.80 = 520, \text{мг}
]
Переведём в граммы:
[
520, \text{мг} = 0.520, \text{г}
]
Шаг 3. Найти количество вещества цинка (моли)
Молярная масса цинка:
[
M_{\text{Zn}} \approx 65.38, \text{г/моль}
]
Количество вещества цинка:
[
n_{\text{Zn}} = \frac{0.520, \text{г}}{65.38, \text{г/моль}} \approx 0.00796, \text{моль}
]
Шаг 4. Определить количество водорода по реакции
Из уравнения реакции видно, что 1 моль цинка образует 1 моль водорода:
[
n_{H_2} = n_{\text{Zn}} \approx 0.00796, \text{моль}
]
Шаг 5. Вычислить объём водорода при нормальных условиях
Объем 1 моля газа при нормальных условиях (н.у., T=0°C, P=1 атм):
[
V_{моль} \approx 22.4, \text{л}
]
Объем водорода:
[
V_{H_2} = n_{H_2} \times 22.4, \text{л} \approx 0.00796 \times 22.4, \text{л} \approx 0.178, \text{л}
]
Шаг 6. Определить количество молекул водорода
Число молекул:
[
N_{H_2} = n_{H_2} \times N_A
]
где ( N_A ) — число Авогадро:
[
N_A \approx 6.022 \times 10^{23}, \text{молекул/моль}
]
Подставляем:
[
N_{H_2} \approx 0.00796 \times 6.022 \times 10^{23} \approx 4.79 \times 10^{21}, \text{молекул}
]
Итог:
- Объем водорода при взаимодействии с 650 мг цинка (с 20% примесей): примерно 0.178 литров.
- Количество образовавшихся молекул водорода: примерно ( 4.79 \times 10^{21} ).
Если нужно — я могу помочь сделать это ещё подробнее или объяснить любой шаг дополнительно!
