Какой объём соляной кислоты с массовой долей хлороводорода, равной 12,8 %, и плотностью 1,057 г/см3 практически потребуется для получения водорода объёмом (н. у.) 0,224 м3, если его выход составляет 86,8 %?
от

1 Ответ

дано:  
- Объем водорода (н. у.) = 0,224 м³  
- Выход водорода = 86,8 %  
- Массовая доля хлороводорода = 12,8 %  
- Плотность соляной кислоты = 1,057 г/см³  

найти:  
- Объем соляной кислоты, необходимый для получения указанного объема водорода.

решение:  
1. Рассчитаем теоретический объем водорода, который должен быть получен при 100% выходе.  
Объем водорода (практический) = 0,224 м³  
Выход = 86,8%  
Теоретический объем водорода = объем водорода / (выход / 100)  
= 0,224 м³ / (86,8 / 100)  
= 0,258 м³  

2. Переведем теоретический объем водорода в моли.  
Используем формулу для расчетов по газам:  
n = V / Vm, где Vm = 22,4 л/моль (при н. у.).  
Сначала переведем 0,258 м³ в литры:  
0,258 м³ = 258 л  
n = 258 л / 22,4 л/моль  
= 11,53 моль  

3. Запишем уравнение реакции между хлороводородом и металлом (например, с магнием):  
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2  

Из уравнения видно, что 2 моль HCl дает 1 моль H2. Значит, количество HCl, необходимое для получения 11,53 моль H2:  
Количество HCl = 2 * n(H2) = 2 * 11,53 = 23,06 моль.

4. Рассчитаем массу хлороводорода:  
Молярная масса HCl = 36,46 г/моль  
Масса HCl = n * M = 23,06 моль * 36,46 г/моль = 841,03 г

5. Теперь найдем массу соляной кислоты.  
С учетом массовой доли хлороводорода:  
Масса соляной кислоты = масса HCl / (массовая доля / 100)  
= 841,03 г / (12,8 / 100) = 6577,52 г  

6. Переведем массу соляной кислоты в объем:  
Объем = масса / плотность  
= 6577,52 г / 1,057 г/см³ = 6224,21 см³  
= 6,224 л (переведем в литры)

ответ:  
Для получения водорода объемом 0,224 м³ потребуется соляная кислота объемом примерно 6,224 л.
от