дано:
масса цинка m_цинк = 23,0 г = 0,023 кг
выход продукта реакции η = 97,0 % = 0,970
найти:
объем водорода V_H2.
решение:
1. Определим количество молей цинка (Zn), который реагирует с серной кислотой:
M(Zn) = 65,38 г/моль
n_цинк = m_цинк / M(Zn)
n_цинк = 23,0 г / 65,38 г/моль ≈ 0,351 моль
2. Уравнение реакции между цинком и серной кислотой:
Zn + H2SO4 -> ZnSO4 + H2↑
Из уравнения видно, что 1 моль цинка дает 1 моль водорода. Значит, количество молей водорода n_H2 будет равно количеству молей цинка:
n_H2 = n_цинк ≈ 0,351 моль
3. Найдем теоретический объем водорода при нормальных условиях (н. у.). При н. у. 1 моль газа занимает объем 22,4 дм3:
V_H2_теор = n_H2 * 22,4 дм3/моль
V_H2_теор = 0,351 моль * 22,4 дм3/моль ≈ 7,87 дм3
4. Теперь вычислим фактический объем водорода с учетом выхода продукта:
V_H2_факт = V_H2_теор * η
V_H2_факт = 7,87 дм3 * 0,970 ≈ 7,63 дм3
ответ:
Объем водорода, образующегося при взаимодействии цинка массой 23,0 г с избытком разбавленного раствора серной кислоты, составляет примерно 7,63 дм3.