цинк массой 13 г растворили в 109,5 г 10%-ного раствора соляной кислоты. Какой объем водорода выделится при этом, если практический выход газа составляет 80%?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Найдем количество моля цинка:
m(Zn) = 13 г
M(Zn) = 65,38 г/моль
n(Zn) = m(Zn) / M(Zn) = 13 г / 65,38 г/моль ≈ 0,198 моль

Найдем количество моль соляной кислоты:
m(HCl) = 109,5 г
c(HCl) = 10% = 0,1
M(HCl) = 36,46 г/моль
n(HCl) = m(HCl) c(HCl) / M(HCl) = 109,5 г 0,1 / 36,46 г/моль ≈ 0,3 моль

Основное соотношение реакции:
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2

Из соотношения видно, что каждый моль цинка реагирует с 2 молями соляной кислоты и выделяет 1 моль водорода.

Моль водорода, выделенного из 0,198 моль цинка:
n(H2) = 0,198 моль * 1 = 0,198 моль

Масса водорода:
m(H2) = n(H2) M(H2) = 0,198 моль 2 г/моль = 0,396 г

Учитывая практический выход газа в 80%, итоговая масса водорода:
m(H2) = 0,396 г * 0,8 = 0,3168 г

Объем водорода можно найти по уравнению состояния идеального газа:
V = (m R T) / (M * P)

Где:
m - масса газа (0,3168 г)
R - универсальная газовая постоянная (0,0821 л атм / моль К)
T - температура в К (при комнатной температуре примем около 298 К)
M - молярная масса водорода (2 г/моль)
P - давление (при атмосферном давлении примем 1 атм)

Подставляем значения и рассчитываем объем:
V = (0,3168 г 0,0821 л атм / моль К 298 К) / (2 г/моль * 1 атм) ≈ 4,1 л

Таким образом, при реакции выделится примерно 4,1 л водорода.