Давайте подробно разберем задачу и найдём массу сульфида цинка, который образуется при реакции цинка с серной кислотой.
Шаг 1. Запись уравнения реакции
Цинк ((Zn)) реагирует с серной кислотой ((H_2SO_4)), образуя сульфат цинка ((ZnSO_4)) и водород ((H_2)):
[
Zn + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2
]
При реакции цинка с серной кислотой получается соль и водород. Для расчётов нас интересует количество цинка, участвующего в реакции, и сколько из него превращается в сульфат цинка.
Шаг 2. Определение массы цинка и серной кислоты
Дано:
- Масса цинка: ( m_{Zn} = 0,4,г )
- Масса серной кислоты: ( m_{H_2SO_4} = 0,16,г )
Шаг 3. Расчёт количества веществ (молей)
Вычислим молярные массы веществ:
- ( M_{Zn} = 65,г/моль )
- ( M_{H_2SO_4} = 98,г/моль )
Количество молей цинка:
[
n_{Zn} = \frac{m_{Zn}}{M_{Zn}} = \frac{0,4}{65} \approx 0,00615,моль
]
Количество молей серной кислоты:
[
n_{H_2SO_4} = \frac{0,16}{98} \approx 0,00163,моль
]
Шаг 4. Определение, какая реакция — ограничивающая
Уравнение реакции показывает, что 1 моль цинка реагирует с 1 моль серной кислоты.
- Молярное количество цинка: ~0,00615 моль
- Молярное количество серной кислоты: ~0,00163 моль
Так как сера кислота есть в меньшем количестве, она является лимитирующим реагентом.
Это означает, что вся серная кислота прореагирует, а часть цинка останется невостребованной.
Шаг 5. Количество цинка, участвующего в реакции
Т.к. серная кислота лимитирующий реагент и есть только 0,00163 моль, то и цинка в реакции будет:
[
n_{Zn,реакц} = 0,00163,моль
]
Масса этого цинка:
[
m_{Zn,реакц} = n_{Zn,реакц} \times M_{Zn} = 0,00163 \times 65 \approx 0,106,г
]
Шаг 6. Определение массы сульфата цинка
При реакции 1 моль цинка образуется 1 моль сульфата цинка ((ZnSO_4)).
Молярная масса сульфата цинка:
[
M_{ZnSO_4} = M_{Zn} + M_{S} + 4 \times M_{O} = 65 + 32 + 4 \times 16 = 161,г/моль
]
Масса образовавшегося сульфата цинка:
[
m_{ZnSO_4} = n_{Zn,реакц} \times M_{ZnSO_4} = 0,00163 \times 161 \approx 0,262,г
]
Ответ:
Масса сульфида цинка, образовавшаяся при взаимодействии, составляет примерно 0,262 г.
Если есть вопросы или нужна помощь с другими задачами — обращайтесь!
