Для решения этой задачи, давайте последовательно рассмотрим все шаги.
Шаг 1: Определим массу соляной кислоты в растворе.
- Мы знаем, что у нас есть 150 г 15%-го раствора соляной кислоты.
- Чтобы найти массу соляной кислоты, используем формулу:
масса кислоты = масса раствора × процентная концентрация.
- Подставим значения:
масса кислоты = 150 г × 0,15 = 22,5 г.
Шаг 2: Найдем количество вещества соляной кислоты.
- Молярная масса соляной кислоты (HCl) равна 36,5 г/моль.
- Теперь используем формулу для нахождения количества вещества:
n = m/M, где n - количество вещества, m - масса, M - молярная масса.
- Подставим значения:
n(HCl) = 22,5 г / 36,5 г/моль ≈ 0,616 моль.
Шаг 3: Определим количество вещества цинка, необходимого для реакции.
- Реакция между цинком (Zn) и соляной кислотой (HCl) описывается уравнением:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2.
- Из уравнения видно, что 1 моль цинка реагирует с 2 моль HCl.
- Следовательно, для 0,616 моль HCl потребуется:
n(Zn) = 0,616 моль HCl × (1 моль Zn / 2 моль HCl) = 0,308 моль Zn.
Шаг 4: Найдем объем водорода, который образуется в результате реакции.
- Согласно уравнению реакции, 1 моль водорода (H2) образуется из 2 моль HCl.
- Таким образом, количество водорода, которое образуется, будет равно:
n(H2) = 0,616 моль HCl × (1 моль H2 / 2 моль HCl) = 0,308 моль H2.
Шаг 5: Рассчитаем объем водорода при нормальных условиях.
- При нормальных условиях 1 моль газа занимает объем 22,4 л.
- Следовательно, объем водорода будет:
V(H2) = n(H2) × 22,4 л/моль = 0,308 моль × 22,4 л/моль ≈ 6,9 л.
Ответ: При реакции цинка с 150 г 15%-го раствора соляной кислоты получится примерно 6,9 литра водорода при нормальных условиях.