Какой объем водорода, измеренный при 20 градусах и нормальном давлении, будет образован при реакции 100 г цинка

Химия - Реакции с кислотами

Инструкция: Для решения данной задачи, мы должны знать массовую долю каждого элемента в соответствующих веществах, количество вещества, используя уравнение реакции, и применить закон действующих масс.

1. Начнем с записи уравнения реакции:

Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂

Это уравнение показывает, что цинк (Zn) реагирует с серной кислотой (H₂SO₄), образуя сульфат цинка (ZnSO₄) и молекулы водорода (H₂).

2. Найдем количество вещества цинка:

Данная задача говорит, что у нас есть 100 г цинка. Чтобы найти количество вещества цинка, нам необходимо разделить эту массу на молярную массу цинка (Zn).

Молярная масса цинка (Zn) равна 65.38 г/моль (аппроксимированно).

Масса / Молярная масса = Количество вещества

(100 г) / (65.38 г/моль) = 1.528 моль цинка

Таким образом, у нас есть 1.528 моль цинка.

3. Используя общие коэффициенты уравнения реакции, мы видим, что каждый моль цинка даёт один моль молекул водорода (H₂).

Значит, при 1.528 моль цинка мы получим 1.528 моль водорода.

4. Чтобы найти объем водорода, измеренный при 20 градусах и нормальном давлении, нам необходимо использовать идеальный газовый закон (PV = nRT), где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.

При нормальном давлении (нормальное атмосферное давление), P = 1 атм.

Также нам дана температура в градусах Цельсия. Для преобразования ее в Кельвины, мы должны добавить 273.15 (K = °C + 273.15).

Таким образом, T = (20 + 273.15) K = 293.15 K.

Подставим значения в формулу:

(1 атм) * V = (1.528 моль) * (0.0821 л*атм/моль*К) * (293.15 K)

V = (1.528 моль) * (0.0821 л*атм/моль*К) * (293.15 K) / (1 атм)

V ≈ 37.34 л

Таким образом, объем водорода, измеренный при 20 градусах и нормальном давлении, будет примерно равен 37.34 л.

Совет: Чтобы решать подобные задачи, проверьте исходные данные, используйте соответствующие константы и законы для решения проблемы. Обратите также внимание на единицы измерения и преобразуйте их, если необходимо, для согласования соответствующих величин.

Дополнительное задание: Серная кислота (H₂SO₄) и калий гидроксид (KOH) реагируют, образуя сернокислый калий (K₂SO₄) и воду (H₂O). Если у вас есть 10 г серной кислоты и известна молярная масса калия (K) равной 39.10 г/моль, найдите:
a) Количество вещества серной кислоты;
b) Количество вещества калия гидроксида;
c) Массу сернокислого калия, образованного в реакции;
d) Объем воды, образованной в реакции, если она происходит при стандартных условиях (STP - Standard Temperature and Pressure: 0°C и 1 атм). Ответы решите с пошаговым объяснением решения.