Вопрос школьника
Рассчитайте объем водорода (н. у.), выделившегося при взаимодействии 13 г цинка с избытком соляной кислоты. Выход водорода составил 80% от теоретически возможного.
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать уравнение реакции между цинком и соляной кислотой:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Из уравнения видно, что на каждый моль цинка выделяется один моль водорода. Таким образом, для расчета объема водорода необходимо знать количество молей цинка, которое участвовало в реакции.
Масса цинка, заданная в условии, равна 13 г. Для расчета количества молей цинка необходимо разделить его массу на молярную массу:
n(Zn) = m(Zn) / M(Zn) = 13 г / 65,38 г/моль = 0,199 моль
Из условия задачи известно, что выход водорода составил 80% от теоретически возможного. Теоретически возможный выход водорода равен количеству молей цинка, участвовавшего в реакции:
n(H2)теор = n(Zn) = 0,199 моль
Фактический выход водорода можно рассчитать, учитывая, что на каждый моль цинка выделяется один моль водорода:
n(H2)факт = n(H2)теор × 0,8 = 0,199 моль × 0,8 = 0,159 моль
Для расчета объема водорода необходимо умножить количество молей на его молярный объем при нормальных условиях (0°C и 1 атм):
V(H2) = n(H2) × Vm(H2) = 0,159 моль × 22,4 л/моль = 3,56 л
Таким образом, объем водорода, выделившегося при взаимодействии 13 г цинка с избытком соляной кислоты, составляет 3,56 л при нормальных условиях.
