Давайте подробно разберемся с задачей по шагам.
Дано:
- Концентрация раствора соляной кислоты: 38% (по массе)
- Плотность раствора: 1,18 г/мл
- Масса Цинка: 13 г
Что нужно найти:
- Объем раствора, необходимый для полного растворения 13 г цинка.
Шаг 1. Записать химическую реакцию
Цинк взаимодействует с соляной кислотой по реакции:
[ \mathrm{Zn} + 2 \mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{ZnCl}_2 + \mathrm{H}_2 ]
Для полного растворения 13 г цинка необходимо количество HCl, равное по стехиометрии.
Шаг 2. Найти количество молей цинка
Молярная масса цинка:
[ M_{\mathrm{Zn}} = 65,\mathrm{г/моль} ]
Количество молей цинка:
[ n_{\mathrm{Zn}} = \frac{13,\text{г}}{65,\text{г/моль}} = 0,2,\text{моля} ]
Шаг 3. Найти необходимое количество молей HCl
Из стехиометрии реакции:
- 1 моль Zn требует 2 моль HCl
Тогда количество молей HCl:
[ n_{\mathrm{HCl}} = 2 \times n_{\mathrm{Zn}} = 2 \times 0,2 = 0,4,\textоль ]
Шаг 4. Определить массу HCl, необходимую для реакции
Молярная масса HCl:
[ M_{\mathrm{HCl}} = 36,46,\mathrm{г/моль} ]
Масса HCl:
[ m_{\mathrm{HCl}} = n_{\mathrm{HCl}} \times M_{\mathrm{HCl}} = 0,4 \times 36,46 \approx 14,58,\mathrm{г} ]
Шаг 5. Определить массу раствора соляной кислоты
Раствор содержит 38% HCl по массе, то есть:
[ \frac{m_{\mathrm{HCl}}}{m_{\text{раствора}}} = 0,38 ]
Отсюда:
[ m_{\text{раствора}} = \frac{m_{\mathrm{HCl}}}{0,38} \approx \frac{14,58}{0,38} \approx 38,37,\mathrm{г} ]
Шаг 6. Вычислить объем раствора
Плотность раствора:
[ \rho = 1,18,\mathrm{г/мл} ]
Объем:
[ V = \frac{m_{\text{раствора}}}{\rho} = \frac{38,37,\mathrm{г}}{1,18,\mathrm{г/мл}} \approx 32,5,\mathrm{мл} ]
Ответ:
Для полного растворения 13 г цинка вам потребуется примерно 32,5 мл 38%-ного раствора соляной кислоты.
Если нужно — могу подготовить выводы или объяснения более подробно!
