В смеси цинка с алюминием массовая доля цинка составляла 68,5%. Если эту смесь массой 9,5 г растворить в соляной кислоте, то какой объем (н. у.) водорода выделится при этом?

ПОЖАЛУЙСТААА, ДАЮ 30 БАЛЛОВ!!

Химия 9 класс Химические реакции и стехиометрия массовая доля цинка смесь цинка и алюминия растворение в соляной кислоте объём водорода химия 9 класс химические реакции расчет массы смеси выделение газа закон сохранения массы практическая химия Новый

Чтобы решить эту задачу, нам нужно выполнить несколько шагов. Давайте разберем их по порядку.

Шаг 1: Определение массы цинка и алюминия в смеси

Сначала найдем массу цинка и алюминия в смеси. Мы знаем, что массовая доля цинка составляет 68,5%. Это значит, что:

• Масса цинка = 0,685 * масса смеси
• Масса алюминия = масса смеси - масса цинка

Подставим массу смеси (9,5 г):

• Масса цинка = 0,685 * 9,5 г = 6,5075 г
• Масса алюминия = 9,5 г - 6,5075 г = 2,9925 г

Шаг 2: Определение количества вещества цинка и алюминия

Теперь найдем количество вещества (в молях) цинка и алюминия. Для этого используем формулу:

• Количество вещества = масса / молярная масса

Молярная масса цинка (Zn) примерно равна 65,4 г/моль, а алюминия (Al) - 27 г/моль. Подсчитаем:

• Количество вещества цинка = 6,5075 г / 65,4 г/моль ≈ 0,0994 моль
• Количество вещества алюминия = 2,9925 г / 27 г/моль ≈ 0,1101 моль

Шаг 3: Определение реакции с соляной кислотой

Теперь определим, какие реакции происходят с соляной кислотой. Реакции следующие:

• Zn + 2 HCl → ZnCl2 + H2↑
• 2 Al + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2↑

Из этих уравнений видно, что:

• 1 моль цинка дает 1 моль водорода.
• 2 моль алюминия дают 3 моль водорода.

Шаг 4: Определение, кто из металлов ограничивает реакцию

Сравним моли водорода, которые могут быть получены от каждого металла:

• От цинка: 0,0994 моль Zn даст 0,0994 моль H2.
• От алюминия: 0,1101 моль Al даст (0,1101 моль Al * 3 моль H2 / 2 моль Al) = 0,16515 моль H2.

Поскольку цинк дает меньшее количество водорода, он является ограничивающим реагентом. Шаг 5: Подсчет объема водорода

Теперь мы знаем, что 0,0994 моль водорода выделится. Используем закон идеального газа для определения объема водорода при нормальных условиях (н. у.):

• 1 моль газа при н. у. занимает 22,4 литра.

Поэтому объем водорода будет:

• Объем H2 = 0,0994 моль * 22,4 л/моль ≈ 2,23 литра.

Ответ: При растворении смеси цинка с алюминием в соляной кислоте выделится примерно 2,23 литра водорода при нормальных условиях.