Номер 200, страница 44 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

200. В избыток раствора серной кислоты опустили смесь, состоящую из цинка массой 13,0 г и магния химическим количеством 0,200 моль. Рассчитайте объём (н. у.) выделившегося при этом водорода.

Дано:

$m(\text{Zn}) = 13,0 \text{ г}$

$n(\text{Mg}) = 0,200 \text{ моль}$

$H_2SO_4$ — в избытке

Условия — нормальные (н. у.)

Найти:

$V(H_2)$ — ?

Решение:

Поскольку раствор серной кислоты взят в избытке, оба металла, цинк и магний, вступят в реакцию полностью. Водород будет выделяться в результате двух параллельных реакций.

1. Составим уравнения реакций:

Реакция цинка с серной кислотой:

$Zn + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2 \uparrow$

Реакция магния с серной кислотой:

$Mg + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2 \uparrow$

2. Рассчитаем химическое количество (количество вещества) цинка. Молярная масса цинка $M(\text{Zn})$ составляет приблизительно 65 г/моль.

$n(\text{Zn}) = \frac{m(\text{Zn})}{M(\text{Zn})} = \frac{13,0 \text{ г}}{65 \text{ г/моль}} = 0,200 \text{ моль}$

3. По уравнениям реакций определим химическое количество водорода, которое выделится в каждой реакции. Из стехиометрических коэффициентов видно, что из 1 моль каждого металла выделяется 1 моль водорода, то есть $n(\text{металла}) = n(H_2)$.

Количество водорода из реакции с цинком:

$n_1(H_2) = n(\text{Zn}) = 0,200 \text{ моль}$

Количество водорода из реакции с магнием (дано в условии):

$n_2(H_2) = n(\text{Mg}) = 0,200 \text{ моль}$

4. Найдем общее химическое количество выделившегося водорода, сложив количества из обеих реакций:

$n_{общ}(H_2) = n_1(H_2) + n_2(H_2) = 0,200 \text{ моль} + 0,200 \text{ моль} = 0,400 \text{ моль}$

5. Рассчитаем объем водорода при нормальных условиях (н. у.). Молярный объем любого газа при н. у. ($V_m$) равен 22,4 л/моль.

$V(H_2) = n_{общ}(H_2) \times V_m = 0,400 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} = 8,96 \text{ л}$

Ответ: объем выделившегося водорода составляет 8,96 л.