Дано:
Масса серы (m(S)) = 3,20 г
Масса цинка (m(Zn)) = 13,0 г
Найти:
Объем (н. у.) выделившихся газов.
Решение:
1. Определяем количество вещества серы:
Молярная масса серы (M(S)) = 32,07 г/моль
Количество вещества серы (n(S)) = m(S) / M(S) = 3,20 г / 32,07 г/моль ≈ 0,0997 моль
2. Определяем количество вещества цинка:
Молярная масса цинка (M(Zn)) = 65,38 г/моль
Количество вещества цинка (n(Zn)) = m(Zn) / M(Zn) = 13,0 г / 65,38 г/моль ≈ 0,1986 моль
3. Рассмотрим реакцию между серой и цинком:
Zn + S -> ZnS
4. Из уравнения видно, что на 1 моль цинка реагирует 1 моль серы. Сравним количества реагентов:
n(S) < n(Zn), следовательно, ограничивающим реагентом является сера.
5. Количество образовавшегося сульфида цинка равно количеству серы:
n(ZnS) = n(S) = 0,0997 моль
6. Теперь мы растворяем полученный сульфид цинка в соляной кислоте:
ZnS + 2 HCl -> ZnCl2 + H2S
7. Из уравнения видно, что на 1 моль сульфида цинка при реакции выделяется 1 моль газа H2S. Значит, количество выделившегося газа равно количеству образованного ZnS:
n(H2S) = n(ZnS) = 0,0997 моль
8. Рассчитываем объем выделившегося газа при нормальных условиях (н. у.):
Объем (V) = n * Vm, где Vm = 22,4 л/моль (при н. у.)
V(H2S) = n(H2S) * Vm = 0,0997 моль * 22,4 л/моль ≈ 2,24 л
Ответ:
Объем (н. у.) выделившихся газов составляет примерно 2,24 литра.