Сколько граммов цинка окислилось, когда при коррозии омедненного цинка за 45 с выделилось 0,09 л водорода (н.у.)?

Тема урока: Коррозия омедненного цинка

Описание: При коррозии омедненного цинка происходит окисление цинка, в результате чего выделяется водород. Для решения этой задачи, необходимо использовать балансировку химических уравнений и применить пропорциональные соотношения.

Уравнение коррозионного процесса на омедненном цинке можно записать следующим образом:

Zn + 2H₂O → Zn(OH)₂ + H₂

Из уравнения видно, что на одну молекулу цинка приходятся две молекулы воды и образуется одна молекула водорода.

Дано, что при коррозии омедненного цинка за 45 секунд выделилось 0,09 л водорода (н.у.), при условии что нормальные условия - это температура 0°C и давление 1 атмосфера.

Так как в задаче указан объем водорода, а для решения требуется найти массу цинка, нужно воспользоваться соотношением между молярным объемом газа и массой газа:

V(H₂) = 2n(H₂) ∙ V(mол) = 2∙M(H₂) ∙ n(H₂) ∙ V(mол)

M(H₂) - молярная масса водорода

V(mол) - молярный объем газа при н.у. (22,4 л/моль)

n(H₂) - количество молей водорода

Для решения задачи следует следующий алгоритм:

1. Вычислить количество молей водорода по формуле n(H₂) = V(H₂) / V(mол)

2. Найти количество молей цинка, используя пропорцию 1:2 между H₂ и Zn

3. Рассчитать массу цинка по формуле m(Zn) = n(Zn) ∙ M(Zn)

Где:

M(Zn) - молярная масса цинка

Пример:

Задача: Сколько граммов цинка окислилось, когда при коррозии омедненного цинка за 45 с выделилось 0,09 л водорода (н.у.)?

Решение:

1. n(H₂) = V(H₂) / V(mол) = 0,09 л / 22,4 л/моль ≈ 0,004 моль

2. Так как на одну молекулу цинка приходятся две молекулы воды, то n(Zn) = 0,004 моль / 2 = 0,002 моль

3. m(Zn) = n(Zn) ∙ M(Zn) = 0,002 моль ∙ 65,38 г/моль ≈ 0,131 грамма цинка

Ответ: При коррозии омедненного цинка за 45 секунд окислилось примерно 0,131 грамма цинка.

Совет: Для лучшего понимания задачи и уравнения коррозионного процесса рекомендуется изучить понятия стехиометрии и химических реакций.

Дополнительное упражнение:
Сколько граммов цинка окислится, если за 1 минуту выделилось 0,3 л водорода (н.у.)? (Молярная масса цинка - 65,38 г/моль)