Найти объем выделившегося газа при воздействии 70 г 30% раствора соляной кислоты на сплав из 20 г цинка и меди

Содержание: Реакции веществ и вычисление объема газа

Инструкция: Для решения данной задачи, нам необходимо провести несколько шагов.

1. Сначала найдем массу соляной кислоты, которая используется в реакции. Для этого умножим массу раствора на его концентрацию. В данном случае это будет: 70 г * 0.3 = 21 г.

2. Далее найдем количество моль соляной кислоты. Для этого разделим массу соляной кислоты на ее молярную массу (HCl = 36.5 г/моль): 21 г / 36.5 г/моль = 0.575 моль.

3. Расчет количества моль цинка и меди:
- Цинк: масса цинка / атомная масса цинка = 20 г / 65 г/моль = 0.308 моль.
- Медь: массовая доля меди * масса сплава / атомная масса меди = 0.35 * 20 г / 63.5 г/моль = 0.109 моль.

4. Найдем количество моль выделившегося газа. Согласно уравнению реакции, при реакции 2HCl + Zn -> ZnCl2 + H2, на каждые 2 моля соляной кислоты образуется 1 моль газа H2. Учитывая, что доля выхода продукта составляет 90%, необходимо умножить это значение на 0.9: 0.575 моль * 1 моль H2 / 2 моль HCl * 0.9 = 0.25875 моль.

5. Наконец, используя идеальный газовый закон, можно рассчитать объем газа H2, зная количество молей и температуру и давление. Предположим, что у нас есть стандартные условия (температура 273 К, давление 1 атм):
- V = n * R * T / P, где V - объем газа, n - количество молей газа, R - газовая постоянная (0.0821 л*атм/(моль*К)), T - температура в Кельвинах, P - давление в атмосферах.

Подставляем значения в формулу: V = 0.25875 моль * 0.0821 л*атм/(моль*К) * 273 К / 1 атм = 6.82 л.

Итак, объем выделившегося газа H2 при воздействии 70 г 30% раствора соляной кислоты на сплав из 20 г цинка и меди, составляющий 35%, с учетом 90% доли выхода продукта, составляет 6.82 л.

Совет: Перед тем, как начать решать подобные задачи, всегда важно внимательно прочитать условие и разобраться в данных. Имейте в виду соотношения между различными веществами в реакции и убедитесь, что используете правильные константы или уравнения. Важно также контролировать единицы измерения, чтобы все значения корректно соотносились друг с другом.

Закрепляющее упражнение: Найдите объем выделившегося газа при воздействии 40 г 25% раствора соляной кислоты на сплав из 15 г цинка и меди, где массовая доля меди составляет 40%. Учесть, что доля выхода продукта реакции составляет 85% от теоретически возможного. Условия: температура 298 К, давление 1 атм. (Ответ округлите до двух знаков после запятой)