Рассчитайте, какой объем 38% раствора соляной кислоты плотностью 1,18 г/мл необходим для полного растворения 13 г цинка.
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!
