Номер 616, страница 114 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

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

Дано:

$m(Zn) = 23,0 \text{ г}$

$\eta(H_2) = 97,0 \% = 0,97$

Раствор $H_2SO_4$ взят в избытке.

Найти:

$V_{практ}(H_2)$ — ?

Решение

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия цинка с разбавленной серной кислотой:

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

Согласно уравнению, из 1 моль цинка образуется 1 моль водорода. Таким образом, количество вещества цинка и водорода соотносятся как 1:1.

$n(Zn) : n(H_2) = 1 : 1$

2. Найдем количество вещества цинка ($Zn$), используя его массу и молярную массу. Молярная масса цинка $M(Zn)$ составляет приблизительно 65 г/моль.

$n(Zn) = \frac{m(Zn)}{M(Zn)} = \frac{23,0 \text{ г}}{65 \text{ г/моль}} \approx 0,3538 \text{ моль}$

3. Определим теоретическое количество вещества водорода ($H_2$), которое должно было бы образоваться при 100% выходе реакции.

$n_{\text{теор}}(H_2) = n(Zn) \approx 0,3538 \text{ моль}$

4. Рассчитаем теоретический объем водорода. При нормальных условиях (н.у.) молярный объем любого газа ($V_m$) равен 22,4 л/моль.

$V_{\text{теор}}(H_2) = n_{\text{теор}}(H_2) \times V_m = 0,3538 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} \approx 7,925 \text{ л}$

5. Теперь найдем практический объем водорода, который реально образуется, с учетом выхода продукта реакции, равного 97,0%.

$V_{\text{практ}}(H_2) = V_{\text{теор}}(H_2) \times \eta(H_2)$

$V_{\text{практ}}(H_2) = 7,925 \text{ л} \times 0,97 \approx 7,69 \text{ л}$

Ответ: при взаимодействии 23,0 г цинка с избытком серной кислоты образуется 7,69 л водорода.