Рассчитайте объем водорода, выделившегося при взаимодействии 54г цинка с 136 мл 53% - го раствора соляной кислоты (р=1,345 г/мл)

Ответ:

Для расчета объема водорода, выделившегося при взаимодействии цинка с соляной кислотой, мы должны использовать уравнение реакции:

Zn + 2HCl -> ZnCl2 + H2

Здесь 1 моль цинка (Zn) реагирует с 2 молями соляной кислоты (HCl) и образует 1 моль водорода (H2).

1. Начнем с расчета количества молей цинка:

Масса цинка (m_Zn) = 54 г

Молярная масса цинка (M_Zn) = 65.38 г/моль (из периодической таблицы)

Количество молей цинка (n_Zn) = m_Zn / M_Zn

2. Затем рассчитаем количество молей соляной кислоты:

Объем соляной кислоты (V_HCl) = 136 мл

Концентрация соляной кислоты (C_HCl) = 53% = 0.53 (по массе)

Масса соляной кислоты (m_HCl) = V_HCl * C_HCl

Молярная масса соляной кислоты (M_HCl) = 36.46 г/моль (HCl)

Количество молей соляной кислоты (n_HCl) = m_HCl / M_HCl

3. Так как 1 моль цинка реагирует с 2 молями соляной кислоты, то количество молей водорода будет таким же, как количество молей соляной кислоты.

4. Теперь мы можем рассчитать объем водорода с использованием уравнения состояния идеального газа:

V_H2 = n_H2 * 22.4 л/моль (при стандартных условиях)

5. Рассчитаем объем водорода:

V_H2 = n_HCl * 22.4 л/моль

Теперь давайте подставим значения и рассчитаем объем водорода:

n_Zn = 54 г / 65.38 г/моль ≈ 0.825 моль

m_HCl = 136 мл * 1.345 г/мл = 183.02 г

n_HCl = 183.02 г / 36.46 г/моль ≈ 5.022 моль

Так как 1 моль цинка образует 1 моль водорода, то:

n_H2 = n_HCl ≈ 5.022 моль

Теперь рассчитаем объем водорода:

V_H2 = n_H2 * 22.4 л/моль ≈ 5.022 моль * 22.4 л/моль ≈ 112.57 л

Объем водорода, выделившегося при реакции, составляет примерно 112.57 л.

Ответ:

Для расчета объема водорода, выделившегося при взаимодействии цинка с соляной кислотой, сначала нужно определить количество молей цинка и соляной кислоты, а затем использовать уравнение реакции, чтобы найти количество молей водорода и, следовательно, его объем.

Рассчитаем количество молей цинка (Zn):

Масса цинка (m_Zn) = 54 г

Молярная масса цинка (M_Zn) = 65.38 г/моль (по таблице химических элементов)

Количество молей цинка:

n_Zn = m_Zn / M_Zn

n_Zn = 54 г / 65.38 г/моль ≈ 0.826 моль

Теперь рассчитаем количество молей соляной кислоты (HCl):

Объем соляной кислоты (V_HCl) = 136 мл

Концентрация соляной кислоты = 53% = 0.53 массовой доли

Масса соляной кислоты (m_HCl) = V_HCl * плотность_HCl

Масса соляной кислоты (m_HCl) = 136 мл * 1.345 г/мл = 182.82 г

Теперь рассчитаем количество молей соляной кислоты, используя ее молярную массу (M_HCl = 36.46 г/моль):

n_HCl = m_HCl / M_HCl

n_HCl = 182.82 г / 36.46 г/моль ≈ 5 моль

Рассчитаем количество молей водорода (H2) по уравнению реакции:

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

Из уравнения видно, что на один моль цинка выделяется один моль водорода. Таким образом, количество молей водорода равно количеству молей цинка:

n_H2 = n_Zn = 0.826 моль

Теперь используем уравнение состояния идеального газа (PV = nRT), чтобы рассчитать объем водорода (H2). При стандартных условиях (0°C и 1 атм) один моль газа занимает объем 22.4 литра:

V_H2 = n_H2 * 22.4 л/моль

V_H2 = 0.826 моль * 22.4 л/моль ≈ 18.53 литра

Таким образом, объем водорода, выделившегося при данной реакции, составляет примерно 18.53 литра при стандартных условиях.