Вопрос школьника
Какую массу сульфата цинка можно получить при взаимодействии избытка цинка с 500 мл 20% -ного раствора серной кислоты с плотностью 1,14 г/мл?
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать уравнение реакции между цинком и серной кислотой:
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2
Из уравнения видно, что при реакции цинка с серной кислотой образуется сульфат цинка и водород. Также известно, что реакция протекает с избытком цинка, то есть цинк является ограничивающим реагентом.
Для расчета массы сульфата цинка необходимо сначала определить количество моль цинка, которое участвует в реакции. Для этого необходимо знать массу цинка и его молярную массу. Молярная масса цинка равна 65,38 г/моль.
Масса цинка определяется из объема и концентрации серной кислоты. Для этого необходимо использовать формулу:
m = V * ρ * c
где m — масса серной кислоты, V — объем раствора, ρ — плотность раствора, c — концентрация раствора.
Подставляя известные значения, получаем:
m = 500 мл * 1,14 г/мл * 0,2 = 114 г
Таким образом, масса серной кислоты равна 114 г.
Далее необходимо определить количество моль цинка, используя его массу и молярную массу:
n(Zn) = m(Zn) / M(Zn) = 114 г / 65,38 г/моль = 1,74 моль
Из уравнения реакции видно, что на каждый моль цинка образуется один моль сульфата цинка. Следовательно, количество моль сульфата цинка равно количеству моль цинка:
n(ZnSO4) = n(Zn) = 1,74 моль
Наконец, масса сульфата цинка определяется из его количества моль и молярной массы:
m(ZnSO4) = n(ZnSO4) * M(ZnSO4) = 1,74 моль * 161,47 г/моль = 280 г
Таким образом, масса сульфата цинка, которую можно получить при взаимодействии избытка цинка с 500 мл 20% -ного раствора серной кислоты с плотностью 1,14 г/мл, равна 280 г.
