Водород какого объёма образуется при взаимодействии цинка массой 23,0 г с избытком разбавленного раствора серной кислоты, если выход продукта реакции равен 97,0 %?
от

1 Ответ

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.
от