Дано:
- Масса цинка (Zn) = 32,5 г
- Масса серы (S) = 11,2 г
- Концентрация HCl = избыток
- Газ, выделяющийся при реакции = водород (H2)
Найти:
- Объем выделившегося газа при нормальных условиях (н. у.)
Решение:
1. Определим количество моль цинка и серы.
- Молекулярная масса цинка (Zn) = 65,38 г/моль
Количество моль цинка = 32,5 г / 65,38 г/моль = 0,496 моль
- Молекулярная масса серы (S) = 32 г/моль
Количество моль серы = 11,2 г / 32 г/моль = 0,35 моль
2. Запишем уравнение реакции между цинком и серой:
Zn + S → ZnS
Запишем уравнение реакции цинка с соляной кислотой:
Zn + 2 HCl → ZnCl2 + H2
3. Определим, какой реагент лимитирующий.
- Реакция между цинком и серой протекает в соотношении 1:1. Поэтому, нам нужно проверить, сколько серы и цинка участвуют в реакции.
- На основании расчетов, цинк и сера реагируют в соотношении 1:1. Количество серы 0,35 моль меньше количества цинка 0,496 моль, поэтому сера является лимитирующим реагентом.
4. Определим, сколько серы нужно для реакции:
- Реакция с серой: 32,5 г цинка и 11,2 г серы образуют ZnS.
- Количество серы в реакции с кислым раствором будет меньше из-за наличия в избытке HCl.
5. Реакция цинка с соляной кислотой:
Zn + 2 HCl → ZnCl2 + H2
- Количество моль H2, образующееся при реакции цинка:
Количество моль цинка, которая взаимодействует: 0,496 моль Zn
Количество моль H2 = 0,496 моль (1 моль Zn дает 1 моль H2)
6. Определим объем газа:
- При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л.
- Объем выделившегося водорода = 0,496 моль × 22,4 л/моль = 11,1 л
Ответ:
Объем выделившегося газа (водорода) составляет 11,1 л.