Дано:
- Объем соляной кислоты (HCl) = 82,95 см3 = 0,08295 дм3.
- Плотность HCl (ρ) = 1,1 г/см3.
- Массовая доля HCl = 20 %.
- Масса цинка (Zn) = 13 г.
Найти:
- Объем этилена (C2H4), который может прореагировать с полученным водородом (H2).
Решение:
1. Рассчитаем массу соляной кислоты:
m(HCl) = V * ρ = 82,95 см3 * 1,1 г/см3 = 91,245 г.
2. Найдем массу чистой HCl в растворе:
m(HCl, чистая) = m(HCl) * (массовая доля HCl / 100) = 91,245 г * (20 / 100) = 18,249 г.
3. Переведем массу HCl в количество вещества:
Молярная масса HCl = 1,01 + 35,45 = 36,46 г/моль.
n(HCl) = m(HCl, чистая) / M(HCl) = 18,249 г / 36,46 г/моль ≈ 0,500 моль.
4. Реакция между HCl и Zn:
Zn + 2 HCl → ZnCl2 + H2.
Из уравнения видно, что 2 моль HCl реагируют с 1 моль Zn, образуя 1 моль H2.
5. Количество водорода, полученного из 0,500 моль HCl:
n(H2) = n(HCl) / 2 = 0,500 моль / 2 = 0,250 моль.
6. Теперь найдем количество водорода, которое может быть получено из 13 г цинка:
Молярная масса Zn = 65,38 г/моль.
n(Zn) = m(Zn) / M(Zn) = 13 г / 65,38 г/моль ≈ 0,198 моль.
7. По реакции, для 0,198 моль Zn получится:
n(H2) = n(Zn) = 0,198 моль.
8. Определяем, сколько водорода может быть получено:
Водорода в реакции будет максимум: 0,198 моль, так как это меньше, чем 0,250 моль, полученное из HCl. Таким образом, считаем, что водорода будет 0,198 моль.
9. Теперь определим объем этилена, который может прореагировать с этим количеством водорода:
Реакция между этиленом и водородом:
C2H4 + H2 → C2H6.
Из уравнения видно, что 1 моль C2H4 реагирует с 1 моль H2.
10. Таким образом, объем этилена, который может прореагировать с 0,198 моль H2:
V(C2H4) = n(C2H4) * 22,4 дм3/моль = 0,198 моль * 22,4 дм3/моль ≈ 4,44 дм3.
Ответ:
Объем этилена, который может прореагировать с водородом, составляет приблизительно 4,44 дм3.