К 50 г соляной кислоты добавили цинк .Найти объём выделяющеесего водорода​

Какой объём водорода (н. у.) может получиться при действии 6,5 г цинка на 200 г 10%-ного раствора серной кислоты?

Записываем уравнение реакции:

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑

Находим молярную массу цинка:

M (Zn) = 65 г/моль

Находим молярную массу серной кислоты:

M (H2SO4) = 1 • 2 + 32 + 16 • 4 = 98 (г/моль)

(молярную массу каждого элемента, численно равную относительной атомной массе, смотрим в периодической таблице под знаком элемента и округляем до целых)

Находим чистую массу серной кислоты в растворе:

m растворенного вещества = m раствора • ω = 200 • 0,10 = 20 (г)

Более рационально подставить в уравнение массу, но если Ваш учитель требует решать через моли, находим количество вещества серной кислоты:

n (H2SO4) = m/M = 20 г / 198 г/моль и т. д. Потом подставляем в уравнение моли.

Находим, какое вещество в недостатке. Для этого записываем над уравнением реакции имеющиеся данные, а под уравнением — массу согласно уравнению (равна молярной массе, умноженной на число моль, т. е. коэффициент перед веществом. В этом примере равен 1):

6,5 г 20 г

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑

65 г 98 г

Составляем неравенство из двух дробей:

6,5 г < 20 г

65 г 98 г

Цинк в недостатке — расчет ведем по нему (его отношение фактической массы к эквивалентной массе меньше, значит, он израсходуется раньше. Серная кислота останется в избытке)

Будьте внимательны! Ошибка в этом действии делает решение неверным!

Записываем над уравнением реакции полученные данные, а под уравнением — данные по уравнению в тех же единицах измерения:

6,5 г x моль

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑

65 г 1 моль

Составляем пропорцию:

6,5 г — x моль

65 г — 1 моль

Находим число моль выделившегося водорода:

x = 6,5 г • 1 моль / 65 г = 0,1 моль

Находим объем водорода:

v = 22,4 л/моль • n,

где 22,4 — молярный объем, т. е. объем одного моля любого газа,

n — количество вещества (моль)

v = 22,4 л/моль • 0,1 моль = 2,24 л

ответ: 2,24 л.

Пример 2:

Какой объём газа (н. у.) выделится, если цинк опустить в 40 мл 10%-ного раствора соляной кислоты, плотность которого 1.07 г/мл?

Записываем уравнение реакции:

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑

Задача имеет решение, если цинк в избытке.

Находим массу раствора соляной кислоты:

m = v • ρ = 40 мл • 1,07 г/мл = 42,8 г

Находим чистую массу соляной кислоты в растворе:

m растворенного вещества = 42,8 • 0,10 = 4,28 (г)

Находим молярную массу соляной кислоты:

M (HCl) = 1 + 35,5 = 36,5 (г/моль)

Находим количество вещества соляной кислоты:

n (HCl) = m/M = 4,28 г / 36,5 г/моль = 0,117 моль

Записываем над уравнением реакции имеющиеся данные, а под уравнением — число моль согласно уравнению (равно коэффициенту перед веществом):

0,117 моль x моль

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑

2 моль 1 моль

Составляем пропорцию:

0,117 моль — x моль

2 моль — 1 моль

Находим x:

x = 0,117 моль • 1 моль / 2 моль = 0,0585 моль

Находим объем водорода:

v = 22,4 л/моль • 0,0585 моль = 1,31 л

Округляем результат, чтобы в нем было не больше значащих цифр, чем в величинах в условии задачи (2 значащие цифры)

ответ: 1,3 л.

Пример 3:

Какую массу сложного эфира можно получить при действии на 100 г 20%-ного раствора этилового спирта избытком уксусной кислоты?

Записываем уравнение реакции:

CH3COOH + HOC2H5 → CH3COOC2H5 + H2O

Находим чистую массу этилового спирта:

mспирта = mр-ра • ω = 100 г • 20 % = 100 г • 0,20 = 20 г

Находим молярную массу спирта и эфира:

M (HOC2H5) = 1 + 16 + 12 • 2 + 5 = 46 (г/моль)

M (CH3COOC2H5) = 12 + 3 + 12 + 16 + 45 = 88 (г/моль)

Подставляем данные по условию задачи в уравнение

20 г x г

CH3COOH + HOC2H5 → CH3COOC2H5 + H2O

46 г 88 г

Составляем пропорцию, находим x:

20 г — x г

46 г — 88 г

x = 20 • 88 / 46 = 38,3 (г)

ответ: 38 г

Если ваши преподаватели требуют решать все в молях, переводите чистую массу спирта в моли по формуле:

n = m / M

а уравнение будет выглядеть так:

0,43 моль x моль

CH3COOH + HOC2H5 → CH3COOC2H5 + H2O

1 моль 1 моль

В конце найденное количество моль переводим в массу, умножая моли эфира на молярную массу:

m = n • M = ...

(ответ должен получиться приблизительно такой же)

Если в 1 случае оба в-ва без примесей, то м.д. Na и C будет соотв-о (23*(4/84)+46*(4/106))/(4+4) = 0.3539 (35.39%) и (12*(4/84)+12*(4/106))/(4+4) = 0.128 (12.8%);

в смеси 8*w1 г. (w1 - м.д.) NaHCO3, сод-х 23*8*w1/84 = 2.1905*w1 г Na и 12*8*w1/84 = 1.143*w1 г C и 8*w2 г. (w2 - м.д.) Na2CO3, сод-х 46*8*w2/106 = 3.4717*w2 г Na и 12*8*w2/106 = 0.906*w2 г C;

тогда 8*0.3128 = 2.1905*w1+3.4717*w2 (1) и 8*0.1066 = 1.143*w1+0.906*w2 (2);

упрощая (1) и (2), приходим к w1+1.585*w2 = 1.1424 (1) и 1 = 1.3403*w1+1.0624*w2 (2), а выразив из (1) w1 как w1 = 1.1424-1.585*w2 и подставив вместо w1 его экв-т в (2), пол-м, что w2 = 0.5 (50%);

w1 = 0.3499 (окр-о 35%), а м.д. примесей = 100-50-35 = 15%;

т.о. в смеси 8*0.35 = 2.8 г NaHCO3, 8*0.5 = 4 г Na2CO3 и 1.2 г примесей.

Х г           у г
Fe    +    2HCl   =    FeCl2   +    H2             (1)
1моль    2моль
56г/моль  36,5г/моль

х г          у+33,5г
2Fe    +    3Cl2      =    2FeCl3                   (2)
2моль      3моль
56г/моль   71г/моль

х г = m(Fe) - масса железа в образце 
у г - масса соляной кислоты, израсходованной в ходе реакции (1)
у + 33,5 г - масса хлора, израсходованного в ходе реакции (2)

M(Fe) = 56 г/моль
M(HCl) = 1 + 35,5 = 36,5 г/моль
M(Cl2) = 35,5 * 2 = 71 г/моль

х г = (56 г/моль * 1 моль * у г) / (2 моль * 36,5 г/моль) = 56у/73    (3)
х г = (56 г/моль * 1 моль * (у + 33,5) г) / (3 моль * 71 г/моль) = (56у + 1876)/213     (4)

приравняем (3) к (4)

56у/73 = (56у + 1876)/(213)
11928у = 4088у + 136948
7840у = 136948
у = 17,47 г - масса соляной кислоты, израсходованной в ходе реакции (1)

17,47 + 33,5 = 50,97 г - масса хлора, израсходованного в ходе реакции (2)

m(Fe) = 56 * 17,47 : 73 = 13,40 г  (по равенству (3))
m(Fe) = (56 * 17,47 + 1876) : 213 = 13,40 г (по равенству (4))

ответ: 13,40 г - масса железа в образце.