Какой объем водорода выделился при реакции 13 г цинка с раствором серной кислоты массой 30 г (н.у)?

Предмет вопроса: Реакция между цинком и серной кислотой

Инструкция: При реакции между цинком и серной кислотой образуется водород. Чтобы определить объем выделившегося водорода, мы должны использовать соотношение, основанное на стехиометрии реакции.

Сначала найдем количество вещества цинка и серной кислоты, используя массу их веществ:

Молярная масса цинка (Zn) равна приблизительно 65 г/моль. Имеется 13 г цинка, поэтому количество вещества цинка (n1) можно найти, разделив массу на молярную массу:

n1 = 13 г / 65 г/моль = 0,2 моль

Молярная масса серной кислоты (H2SO4) равна приблизительно 98 г/моль. Имеется 30 г серной кислоты, поэтому количество вещества серной кислоты (n2) можно найти, разделив массу на молярную массу:

n2 = 30 г / 98 г/моль ≈ 0,31 моль

Согласно уравнению реакции между цинком и серной кислотой, каждый моль цинка реагирует с 1 молью серной кислоты и выделяет 1 моль водорода. Таким образом, количество вещества водорода (n3) равно количеству вещества цинка (n1):

n3 = n1 = 0,2 моль

Теперь мы можем вычислить объем водорода, используя идеальный газовый закон, где V - объем, T - температура и P - давление:

V = n3 * (R * T) / P,

где R - универсальная газовая постоянная (около 8,314 Дж/(моль·К)).

Так как условия задачи не указываются, мы можем предположить, что температура и давление являются нормальными условиями (0°C и 1 атм):

V = 0,2 моль * (8,314 Дж/(моль·К) * 273,15 К) / 1 атм = 4,33 литра

Таким образом, объем водорода, выделившегося при реакции 13 г цинка с раствором серной кислоты массой 30 г (н.у), составляет около 4,33 литра.

Совет: Чтобы лучше понять стехиометрию и реакции, рекомендуется проводить эксперименты в физической или химической лаборатории под наблюдением преподавателя.

Упражнение: Какой объем водорода выделяется при полной реакции 17 г цинка с 20 г серной кислоты? Вещества находятся в нормальных условиях (0°C, 1 атм).