Вопрос: 13 г гранулированного цинка поместили в 100 г 10%-ого раствора соляной кислоты. Какой объём (с.у.) водорода выделится в результате реакции?

Математика 11 класс Химические реакции математика химия реакция водород цинк соляная кислота Объём газа расчет 10% раствор химические реакции Новый

Для начала, давайте разберем, что происходит в данной реакции. Гранулированный цинк (Zn) реагирует с соляной кислотой (HCl) и в результате этой реакции выделяется водород (H2) и образуется хлорид цинка (ZnCl2). Уравнение реакции выглядит так:

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

Теперь нам нужно определить, сколько водорода выделится в результате реакции. Для этого мы будем следовать нескольким шагам:

1. Определим количество вещества цинка:
• Молярная масса цинка (Zn) составляет примерно 65 г/моль.
• Количество вещества (n) цинка можно найти по формуле: n = m / M, где m - масса, M - молярная масса.
• Подставляем значения: n(Zn) = 13 г / 65 г/моль = 0.2 моль.
2. Определим количество вещества соляной кислоты:
• 10%-ый раствор соляной кислоты означает, что в 100 г раствора содержится 10 г HCl.
• Молярная масса HCl составляет примерно 36.5 г/моль.
• Количество вещества HCl можно найти так: n(HCl) = 10 г / 36.5 г/моль ≈ 0.274 моль.
3. Определим, какой из реагентов является лимитирующим:
• Согласно уравнению реакции, 1 моль Zn реагирует с 2 моль HCl.
• Для 0.2 моль Zn потребуется 0.4 моль HCl (0.2 моль * 2).
• Так как у нас есть только 0.274 моль HCl, то HCl является лимитирующим реагентом.
4. Определим количество выделившегося водорода:
• Согласно уравнению реакции, 2 моль HCl дают 1 моль H2.
• Следовательно, 0.274 моль HCl дадут 0.137 моль H2 (0.274 моль / 2).
5. Переведем количество водорода в объем:
• При нормальных условиях (с.у.) 1 моль газа занимает объем 22.4 л.
• Объем водорода (V) можно найти по формуле: V = n * Vм, где Vм - молярный объем газа.
• Подставляем значения: V(H2) = 0.137 моль * 22.4 л/моль ≈ 3.07 л.

Ответ: В результате реакции выделится примерно 3.07 литра водорода при нормальных условиях.