Дано: ω(H2SO4)=2%, V(H2)=1,12 л
Найти: m(раствора)—?
Решение
1 способ
1. Количество вещества водорода вычисляем по формуле: n=V/VM, где VM― молярный объём.
n(H2)=V(H2)/VM=1,12 л : 22,4 л/моль=0,05 моль
2. Составим химическое уравнение:
H2SO4 +Zn = ZnSO4 + H2↑
По уравнению реакции n(H2SO4):n(H2)=1:1, количество вещества одинаковое, поэтому
n(H2SO4)=n(H2)=0,05 моль
3. Рассчитываем массу серной кислоты количеством вещества 0,05 моль по формуле: m=n•M, где M ― молярная масса.
M(H2SO4)=98 г/моль
m(H2SO4)=n(H2SO4)•M(H2SO4)=0,05 моль • 98 г/моль=4,9 г
4. Рассчитываем массу раствора серной кислоты:
m(раствора)=m(H2SO4):ω(H2SO4)•100%=4,9 г : 2% • 100%=245 г
2 способ
1. Составим химическое уравнение:
х г 1,12 л
H2SO4 + Zn = ZnSO4 + H2↑
98 г 22,4 л
Над формулами соединений H2SO4 и H2 записываем неизвестную массу серной кислоты и заданный в условии задачи неизвестный объём водорода (х г и 1,12 л соответственно), а под формулами соединений ― массу соответствующего количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении. Для этого вычисляем молярную массу и, соответственно, массу 1 моль серной кислоты H2SO4 и объём 1 моль водорода (1 моль любого газа при н.у. занимает объём 22,4 л).
M(H2SO4)=98 г/моль, масса 1 моль=98 г
х=m(H2SO4)=98 г • 1,12 л : 22,4 л =4,9 г
2. Рассчитываем массу раствора серной кислоты:
m(раствора)=m(H2SO4):ω(H2SO4)•100%=4,9 г : 2% • 100%=245 г
Ответ: 245 г раствора H2SO4.