Какой объем водорода образуется, если к 6.5 граммам цинка добавить 150 грамм соляной кислоты с массовой долей 20%?

Химия 11 класс Реакции металлов с кислотами объём водорода цинк соляная кислота химическая реакция масса расчет 11 класс химия Новый

Для решения этой задачи нам нужно сначала определить, сколько соляной кислоты (HCl) содержится в 150 граммах раствора с массовой долей 20%. Затем мы вычислим, сколько водорода (H2) образуется в результате реакции между цинком (Zn) и соляной кислотой.

Шаг 1: Определение массы HCl в растворе

• Масса раствора = 150 грамм
• Массовая доля HCl = 20%
• Масса HCl = Масса раствора × Массовая доля HCl = 150 г × 0.20 = 30 г

Шаг 2: Определение количества вещества HCl

• Молярная масса HCl = 1 (H) + 35.5 (Cl) = 36.5 г/моль
• Количество вещества HCl = Масса HCl / Молярная масса HCl = 30 г / 36.5 г/моль ≈ 0.82 моль

Шаг 3: Определение количества вещества Zn

• Молярная масса Zn = 65.4 г/моль
• Количество вещества Zn = Масса Zn / Молярная масса Zn = 6.5 г / 65.4 г/моль ≈ 0.10 моль

Шаг 4: Определение стехиометрии реакции

Реакция между цинком и соляной кислотой имеет следующий вид:

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

Из уравнения видно, что 1 моль Zn реагирует с 2 моль HCl, образуя 1 моль H2.

Шаг 5: Определение лимитирующего реагента

• Для 0.10 моль Zn потребуется: 0.10 моль Zn × 2 моль HCl/1 моль Zn = 0.20 моль HCl
• У нас есть 0.82 моль HCl, что больше, чем 0.20 моль. Значит, лимитирующим реагентом является Zn.

Шаг 6: Определение объема водорода

• По уравнению реакции, 1 моль Zn дает 1 моль H2.
• Следовательно, 0.10 моль Zn даст 0.10 моль H2.
• При нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает объем 22.4 литра.
• Объем H2 = 0.10 моль × 22.4 л/моль = 2.24 литра.

Ответ: Объем водорода, который образуется, составляет 2.24 литра.