6.5 г цинка обработали разбавленным раствором содержащим 12 г. серной кислоты.Определите объем выделившегося...

Для решения задачи необходимо рассмотреть химическую реакцию между цинком и серной кислотой. Реакция протекает по следующему уравнению:

[ \text{Zn} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{ZnSO}_4 + \text{H}_2 ]

Из этого уравнения видим, что один моль цинка реагирует с одним молем серной кислоты, выделяя один моль водорода.

1. Найдем количество вещества цинка ((n_{\text{Zn}})):

Молярная масса цинка ((M_{\text{Zn}})):

[ M_{\text{Zn}} = 65 \, \text{г/моль} ]

Количество вещества цинка ((n_{\text{Zn}})):

[ n{\text{Zn}} = \frac{m{\text{Zn}}}{M_{\text{Zn}}} = \frac{6.5}{65} = 0.1 \, \text{моль} ]

2. Найдем количество вещества серной кислоты ((n_{\text{H}_2\text{SO}_4})):

Молярная масса серной кислоты ((M_{\text{H}_2\text{SO}_4})):

[ M_{\text{H}_2\text{SO}_4} = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 98 \, \text{г/моль} ]

Количество вещества серной кислоты ((n_{\text{H}_2\text{SO}_4})):

[ n_{\text{H}_2\text{SO}4} = \frac{m{\text{H}_2\text{SO}4}}{M{\text{H}_2\text{SO}_4}} = \frac{12}{98} \approx 0.1224 \, \text{моль} ]

3. Определим, что является лимитирующим реагентом:

Из уравнения реакции видно, что для взаимодействия одного моля цинка требуется один моль серной кислоты. Сравним количества вещества цинка и серной кислоты:

[ n{\text{Zn}} = 0.1 \, \text{моль}, \quad n{\text{H}_2\text{SO}_4} \approx 0.1224 \, \text{моль} ]

Цинка ((n{\text{Zn}} = 0.1 \, \text{моль})) меньше, чем серной кислоты ((n{\text{H}_2\text{SO}_4} \approx 0.1224 \, \text{моль})), поэтому цинк является лимитирующим реагентом. Реакция будет протекать с участием 0.1 моль цинка.

4. Найдем количество выделившегося водорода:

Из стехиометрии реакции видно, что 1 моль цинка выделяет 1 моль водорода. Следовательно, при взаимодействии 0.1 моль цинка выделится:

[ n_{\text{H}_2} = 0.1 \, \text{моль} ]

5. Рассчитаем объем водорода ((V_{\text{H}_2})) при нормальных условиях:

При нормальных условиях (н.у.) один моль газа занимает объем (22.4 \, \text{л}). Тогда объем выделившегося водорода равен:

[ V_{\text{H}2} = n{\text{H}_2} \cdot 22.4 = 0.1 \cdot 22.4 = 2.24 \, \text{л} ]

Ответ:

Объем выделившегося водорода при нормальных условиях составляет 2.24 литра.

Для решения задачи необходимо сначала определить, сколько водорода выделится при реакции между цинком (Zn) и серной кислотой (H₂SO₄).

1. Запишем уравнение реакции: [ Zn + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2 ] Из уравнения видно, что 1 моль цинка реагирует с 1 моль серной кислоты, образуя 1 моль водорода.

2. Определим количество вещества цинка (Zn): Молярная масса цинка ( M{Zn} ≈ 65.38 \, \text{г/моль} ). [ n{Zn} = \frac{m{Zn}}{M{Zn}} = \frac{6.5 \, \text{г}}{65.38 \, \text{г/моль}} ≈ 0.099 \, \text{моль} ]

3. Определим количество вещества серной кислоты (H₂SO₄): Молярная масса серной кислоты ( M_{H_2SO4} ≈ 98.08 \, \text{г/моль} ). [ n{H_2SO4} = \frac{m{H_2SO4}}{M{H_2SO_4}} = \frac{12 \, \text{г}}{98.08 \, \text{г/моль}} ≈ 0.122 \, \text{моль} ]

4. Сравним количество реагентов: Из уравнения реакции видно, что 1 моль цинка реагирует с 1 моль серной кислоты. Следовательно, для 0.099 моль цинка потребуется 0.099 моль серной кислоты. У нас есть 0.122 моль серной кислоты, значит, цинка не хватает для полной реакции, и именно цинк будет лимитирующим реагентом.

5. Определим количество выделившегося водорода (H₂): Поскольку 1 моль цинка дает 1 моль водорода, то 0.099 моль цинка даст 0.099 моль водорода. [ n_{H2} = n{Zn} = 0.099 \, \text{моль} ]

6. Теперь найдем объем выделившегося водорода при нормальных условиях (н.у.): При нормальных условиях 1 моль газа занимает объем 22.4 л. [ V_{H2} = n{H_2} \times 22.4 \, \text{л/моль} = 0.099 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} ≈ 2.22 \, \text{л} ]

Таким образом, объем выделившегося водорода составляет приблизительно 2.22 литра.