Водород, образовавшийся в результате полного взаимодействия цинка с раствором уксусной кислоты массой 600 г, без остатка прореагировал с кислородом объемом 22,4 л. (Н.у.). Вычислите массовую долю кислоты в растворе.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Дано:

Масса уксусной кислоты (CH3COOH) = 600 г
Объем кислорода = 22,4 л (Н.у.)

Найдем количество вещества уксусной кислоты, молярная масса которой составляет 60 г/моль:

n(CH3COOH) = m/M = 600 г / 60 г/моль = 10 моль

Поскольку взаимодействие цинка с уксусной кислотой происходит по уравнению:

Zn + 2CH3COOH -> Zn(CH3COO)2 + H2

Молярные соотношения: 1 моль цинка соответствует 2 молям уксусной кислоты.

Следовательно, количество вещества цинка равно половине количества вещества уксусной кислоты:

n(Zn) = n(CH3COOH) / 2 = 10 моль / 2 = 5 моль

Таким образом, масса цинка равна его молярной массе 65,4 г/моль, умноженной на количество вещества:

m(Zn) = n(Zn) M(Zn) = 5 моль 65,4 г/моль = 327 г

Из уравнения реакции видно, что 1 моль водорода образуется в результате реакции 1 моль цинка. Следовательно, количество вещества водорода равно количеству вещества цинка:

n(H2) = n(Zn) = 5 моль

Объем водорода равен объему кислорода 22,4 л (при нормальных условиях). По уравнению состояния идеального газа, 1 моль газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 л. Следовательно, количество вещества водорода равно:

V(H2) = n(H2) 22,4 л/моль = 5 моль 22,4 л/моль = 112 л

Теперь найдем массовую долю уксусной кислоты в растворе, зная ее массу и массу растворителя:

Общая масса раствора = масса уксусной кислоты + масса цинка = 600 г + 327 г = 927 г

Массовая доля кислоты в растворе:

массовая доля CH3COOH = масса CH3COOH / общая масса раствора 100% = 600 г / 927 г 100% ≈ 64,7%

Итак, массовая доля кислоты в растворе составляет около 64,7%.