Какова массовая доля цинка в растворе, полученном при растворении 10 г технического цинка в избытке разбавленной

Содержание: Расчет массовой доли вещества

Объяснение:

Чтобы решить данную задачу, мы можем использовать теорию Чарльза и Августина, также известную как закон об объемах газов. Согласно этому закону, объем газа, образующегося в реакции, пропорционален числу молекул этого газа.

Для начала, давайте рассчитаем количество газа водорода, выделившегося в результате реакции. По условию, объем водорода составляет 3,1 л (н. у.). Зная, что в одном мольном объеме (н. у.) содержится около 22,4 л, мы можем выразить количество газа в молях используя формулу:

моль = объем / мольный объем

Подставляя значения в эту формулу, получаем:

моль водорода = 3,1 л / 22,4 л/моль

Затем, используя химическое уравнение реакции между цинком и соляной кислотой, мы можем установить соотношение между количеством водорода и количеством цинка. В данном случае, каждый моль цинка соответствует 1 моль водорода.

Поскольку масса и количество вещества пропорциональны, мы можем использовать количество молей водорода для расчета массы цинка. Масса цинка может быть рассчитана с использованием формулы:

масса = количество вещества x молярная масса

Молярная масса цинка равна примерно 65,4 г/моль. Подставив значения в формулу, мы получаем:

масса цинка = моль цинка x молярная масса цинка

Доп. материал:

Масса цинка = (3,1 л / 22,4 л/моль) x 65,4 г/моль

Совет:

Для более полного понимания данной задачи, важно иметь представление о химической реакции между цинком и соляной кислотой, а также о теории объемов газов.

Задача для проверки:

Решите задачу, если вместо 10 г технического цинка растворили 15 г. Как изменится массовая доля цинка в растворе?

Тема урока: Расчет массовой доли цинка в растворе

Разъяснение: Для расчета массовой доли цинка в растворе необходимо знать массу цинка и массу общего раствора.

Шаг 1: Найдите количество молекул водорода (Н2), выделившегося при реакции. Для этого воспользуйтесь уравнением реакции:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

Шаг 2: Расчитайте количество вещества цинка (Zn) по формуле:
моль цинка = масса цинка / молярная масса цинка

Шаг 3: Используя мольную пропорцию из уравнения реакции, выразите количество вещества водорода (H2) через количество вещества цинка (Zn):
моль цинка / 1 = моль водорода / 2

Шаг 4: Посчитайте количество вещества водорода (H2) через количество молекул H2:
количество вещества водорода (H2) = количество молекул H2 / Авогадро число

Шаг 5: По известному объему водорода (H2) и стандартным условиям температуры и давления, рассчитайте количество вещества водорода (H2) в молях.

Шаг 6: Рассчитайте массу цинка в растворе:
масса цинка = моль цинка * молярная масса цинка

Шаг 7: Рассчитайте массу общего раствора:
масса общего раствора = масса цинка + масса воды

Шаг 8: Наконец, рассчитайте массовую долю цинка в растворе:
массовая доля цинка = (масса цинка / масса общего раствора) * 100%

Демонстрация:
У нас есть 10 г технического цинка, из которого выделилось 3,1 л водорода. Молярная масса цинка равна 65,38 г/моль.
Массовая масса водорода равна 2 г/моль, а Авогадро число равно 6,022 · 10^23.
Массовая доля цинка в растворе будет равна:
(масса цинка / масса общего раствора) * 100%
= (0,153 моль * 65,38 г/моль) / (0,153 моль * 65,38 г/моль + 6,2 г)
≈ 91,2%

Совет: Перед началом расчетов убедитесь, что вам известны все необходимые данные, включая массу вещества, молярную массу и объем газа.

Ещё задача:
Что будет, если вместо 10 г технического цинка использовать 20 г? Какова будет массовая доля цинка в таком случае?