Рассчитайте объём раствора с массовой долей серной кислоты 15,0 % и плотностью 1,10 г/см3, который потребуется для полного растворения цинка массой 5,0 г.
от

1 Ответ

Дано:  
Масса цинка (m(Zn)) = 5,0 г  
Массовая доля серной кислоты (w(H2SO4)) = 15,0 % = 0,15  
Плотность раствора (d) = 1,10 г/см³  

Найти:  
Объем раствора, необходимый для полного растворения цинка.

Решение:  
1. Рассмотрим реакцию между цинком и серной кислотой:  
Zn + H2SO4 -> ZnSO4 + H2

2. Определим количество вещества цинка:  
Молярная масса цинка (M(Zn)) = 65,38 г/моль  
Количество вещества цинка (n(Zn)) = m(Zn) / M(Zn) = 5,0 г / 65,38 г/моль ≈ 0,0766 моль

3. Согласно уравнению реакции, на 1 моль цинка необходимо 1 моль серной кислоты. Значит, для полной реакции потребуется 0,0766 моль H2SO4.

4. Определяем массу серной кислоты, необходимую для реакции:  
Молярная масса серной кислоты (M(H2SO4)) = 98,08 г/моль  
Масса H2SO4 (m(H2SO4)) = n(H2SO4) * M(H2SO4) = 0,0766 моль * 98,08 г/моль ≈ 7,51 г

5. Определяем массу раствора, необходимого для получения указанной массы серной кислоты:  
Согласно массовой доле, можно записать:  
w(H2SO4) = m(H2SO4) / m(раствора)  
Отсюда:  
m(раствора) = m(H2SO4) / w(H2SO4) = 7,51 г / 0,15 ≈ 50,07 г

6. Теперь определим объем раствора, используя его плотность:  
Объем (V) = m(раствора) / d = 50,07 г / 1,10 г/см³ ≈ 45,52 см³

Ответ:  
Объем раствора с массовой долей серной кислоты 15,0 % составляет примерно 45,52 см³.
от