Номер 6, страница 243 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

6. Цинк массой 1,3 г растворили в концентрированном растворе гидроксида натрия.Рассчитайте объём выделившегося газа.

Дано:

Масса цинка, $m(\text{Zn}) = 1,3 \text{ г}$

Найти:

Объём выделившегося газа, $V(\text{газ}) - ?$

Решение:

1. Цинк является амфотерным металлом и реагирует с концентрированным раствором щелочи (гидроксида натрия). В результате этой реакции образуется комплексная соль (тетрагидроксоцинкат натрия) и выделяется водород. Запишем уравнение реакции:

$ \text{Zn} + 2\text{NaOH} + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Na}_2[\text{Zn}(\text{OH})_4] + \text{H}_2\uparrow $

Из уравнения видно, что выделившийся газ — это водород $(\text{H}_2)$.

2. Рассчитаем количество вещества (число моль) цинка, вступившего в реакцию. Для этого используем формулу $n = m/M$, где $m$ — масса вещества, а $M$ — молярная масса. Молярная масса цинка, согласно периодической таблице Д.И. Менделеева, составляет примерно 65 г/моль.

$ n(\text{Zn}) = \frac{m(\text{Zn})}{M(\text{Zn})} = \frac{1,3 \text{ г}}{65 \text{ г/моль}} = 0,02 \text{ моль} $

3. По уравнению реакции определим количество вещества выделившегося водорода. Стехиометрические коэффициенты перед цинком и водородом равны 1. Это означает, что их количества веществ соотносятся как 1:1.

$ \frac{n(\text{Zn})}{1} = \frac{n(\text{H}_2)}{1} $

Следовательно, $ n(\text{H}_2) = n(\text{Zn}) = 0,02 \text{ моль} $.

4. Теперь можно рассчитать объём выделившегося водорода. Поскольку в задаче не указаны условия (температура и давление), расчеты проводятся для нормальных условий (н.у.). При н.у. молярный объём любого газа $V_m$ равен 22,4 л/моль. Объём газа находится по формуле $V = n \times V_m$.

$ V(\text{H}_2) = n(\text{H}_2) \times V_m = 0,02 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} = 0,448 \text{ л} $

Ответ: объём выделившегося газа (водорода) составляет 0,448 л.