Придумайте и решите задачу, в условиях которой была бы дана масса раствора вещества с определённой массовой долей растворённого вещества, а требовалось найти количество вещества…

Задача (пример, соответствующий условиям) У вас есть 250 г раствора серной кислоты в воде. Массовая доля растворённой серной кислоты в растворе равна w(H2SO4) = 0,40. Реагирует с куском цинка Zn массой 3,00 г по уравнению: Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2 Найдите: a) количество вещества Zn, прореагировавшее полностью, b) объём выделившегося водорода H2 при нормальных условиях (STP).

Пояснение к задаче

• Масса H2SO4 в растворе: m(H2SO4) = w · m раствора.
• Количество вещества H2SO4: n(H2SO4) = m(H2SO4) / M(H2SO4).
• Количество вещества Zn: n(Zn) = m(Zn) / M(Zn).
• Уравнение Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2 имеет коэффициенты 1:1:1:1, значит по стехиометрии выделяется столько H2, сколько прореагировало Zn и H2SO4.
• Объем H2 при стандартных условиях STP (0 °C, 1 атм): V(H2) = n(H2) · 22,4 л/моль.

Расчёт

1. m(H2SO4) = w · m раствора = 0,40 × 250 г = 100 г
2. n(H2SO4) = m(H2SO4) / M(H2SO4) = 100 г / 98,08 г/моль ≈ 1,02 моль
3. n(Zn) = m(Zn) / M(Zn) = 3,00 г / 65,38 г/моль ≈ 0,0459 моль
4. По стехиометрии 1:1, и Zn имеет меньше моль, значит Zn — лимитирующий реагент.
5. n(H2) = n(Zn) ≈ 0,0459 моль
6. V(H2) при STP = n(H2) · 22,4 л/моль ≈ 0,0459 × 22,4 ≈ 1,03 л

Ответ

• Количество вещества Zn, прореагировавшее: n(Zn) ≈ 0,0459 моль.
• Объём выделившегося водорода при STP: V(H2) ≈ 1,03 литра.

Дополнительно

• Масса ZnSO4, образовавшегося в процесе: m(ZnSO4) = n(Zn) × M(ZnSO4) ≈ 0,0459 × 161,47 ≈ 7,41 г (опционально).