Какой объём водорода (н.у.) может быть получен при взаимодействии 13,5 г. цинка содержащего 20% оксида цинка, с необходимым количеством соляной кислоты?

Решение поэтапно. Дано: - Образец цинка массой 13,5 г содержит 20% оксида цинка (ZnO) и соответственно 80% Zn металла. - Реакция Zn с соляной кислотой: Zn + 2 HCl → ZnCl2 + H2. - ZnO реагирует с HCl иначе: ZnO + 2 HCl → ZnCl2 + H2O (газообразный H2 не образуется). 1) Определим массы компонентов: - Масса ZnO: 0,20 × 13,5 г = 2,7 г - Масса Zn: 13,5 г − 2,7 г = 10,8 г 2) Переведём в моли: - Молярная масса Zn ≈ 65,38 г/моль - Моли Zn: n(Zn) = 10,8 г / 65,38 г/моль ≈ 0,165 моль 3) Стехиометрия реакции: - Zn + 2 HCl → ZnCl2 + H2 - 1 моль Zn даёт 1 моль H2. - ZnO реагирует с HCl без образования H2, поэтому вклад ZnO в объём H2 отсутствует. 4) Объём водорода при нормальных условиях: - Количество водорода: n(H2) = n(Zn) ≈ 0,165 моль - Молярный объём водорода при нормальных условиях зависит от определения нормальных условий: - При нормальных условиях (20 °C, 1 атм) Vm(H2) ≈ 24,0 л/моль V(H2) ≈ 0,165 × 24,0 ≈ 3,96 л ≈ 4,0 л (с учётом значащих цифр: около 3,96 л) - При стандартных условиях STP (0 °C, 1 атм) Vm(H2) = 22,4 л/моль V(H2) ≈ 0,165 × 22,4 ≈ 3,70 л Итак: - При нормальных условиях (20 °C, 1 атм): приблизительно 3,96 л водорода. - При STP (0 °C): приблизительно 3,70 л водорода. Ключевой момент: вся газообразная водород образуется только из Zn, ZnO не добавляет объём H2.