Задача по химии 1 курс Цинк полностью прореагировал с 20%-ным раствором серной кислоты плотностью 1,14 г/см3. Полученным водородом восстановили 13,92 г Fe3O4. Составьте уравнения двух проведенных реакций и определите, какой объем раствора серной кислоты (мл), был взят для растворения цинка.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Уравнения реакций:

Цинк реагирует с серной кислотой:
Zn + H2SO4 -> ZnSO4 + H2↑

Водород восстанавливает Fe3O4:
H2 + Fe3O4 -> Fe + H2O

Молярная масса цинка (Zn) = 65,38 г/моль
Молярная масса железного оксида (Fe3O4) = (55,853) + (164) = 231,74 г/моль

Количество молей Fe3O4:
n(Fe3O4) = m/M = 13,92 г / 231,74 г/моль ≈ 0,06 моль

Из уравнения реакции видно, что каждая моль Fe3O4 соответствует 3 молям водорода. Значит, количество молей водорода, соответствующее 0,06 моль Fe3O4, равно:

n(H2) = 3 n(Fe3O4) = 3 0,06 моль = 0,18 моль

Объем водорода рассчитается по уравнению состояния идеального газа:

V = n Vm = 0,18 моль 22,4 л/моль = 4,032 л

Объем серной кислоты, необходимый для растворения цинка, определяется по количеству молей цинка и его плотности:

n(Zn) = m/M = 13,92 г / 65,38 г/моль ≈ 0,21 моль

V(H2SO4) = n(Zn) (1 / (концентрация плотность)) = 0,21 моль (1 / (20% 1,14 г/см3)) ≈ 9,3 мл

Таким образом, для растворения цинка было взято примерно 9,3 мл 20%-ного раствора серной кислоты.