При обработке 500 мг сплава алюминия и цинка избытком солёной кислоты, какой объем нормальных условий водорода будет

Химия - Расчет объема выделяющегося водорода

Введение: В данной задаче нам необходимо рассчитать объем водорода, который выделяется при реакции между сплавом алюминия и цинка и избытком соляной кислоты. Для решения этой задачи нам потребуются знания о молярных массах веществ, уравнениях реакций и их стехиометрии.

Решение:

1. Начнем с химического уравнения реакции между сплавом алюминия и цинка и соляной кислоты:

`Zn + 2HCl -> ZnCl2 + H2`

2. Согласно уравнению реакции, каждая молекула цинка реагирует с двумя молекулами соляной кислоты, образуя одну молекулу хлорида цинка и одну молекулу водорода.

3. Рассчитаем молярную массу сплава алюминия и цинка. Молярная масса цинка (Zn) равна 65.38 г/моль, а молярная масса алюминия (Al) равна 26.98 г/моль.

4. Поскольку массовая доля более легкого металла (алюминия) равна 0.4, то массовая доля цинка составит 0.6.

5. Вычислим массу алюминия и цинка в сплаве. Если масса сплава равна 500 мг, то масса алюминия составит 500 мг * 0.4 = 200 мг, а масса цинка - 500 мг * 0.6 = 300 мг.

6. Найдем количество вещества (моль) цинка и алюминия в сплаве, разделив их массы на соответствующие молярные массы.

- Количество молей цинка: 300 мг / 65.38 г/моль = 0.004579 моль
- Количество молей алюминия: 200 мг / 26.98 г/моль = 0.007413 моль

7. Так как коэффициент между реагентами и продуктами в уравнении реакции равен 1:1, количество молей водорода, выделяющегося при реакции, будет равно количеству молей цинка.

Количество молей водорода: 0.004579 моль

8. Наконец, используем уравнение состояния вещества PV = nRT, где P - давление, V - объем, n - количество молей воздействующего газа, R - универсальная газовая постоянная и T – температура.

При нормальных условиях температура (Т) равна 273 К, давление (Р) равно 1 атмосфере, а универсальная газовая постоянная (R) равна 0.0821 л * атм / (моль * К).

Окончательно рассчитаем объем водорода:

V = (0.004579 моль * 0.0821 л * атм / (моль * К) * 273 К) / 1 атмосфера = 0.1053 л

Ответ: При обработке 500 мг сплава алюминия и цинка избытком соляной кислоты, при наличии массовой доли более легкого металла равной 0.4, будет выделяться 0.1053 л водорода при нормальных условиях.

Совет: Для удобства решения задач по химии, рекомендуется разбить процесс решения на отдельные шаги. Всегда внимательно изучайте условия задачи и химическое уравнение реакции, чтобы правильно определить соотношение между веществами и количество вещества, необходимое для решения задачи.