Какой объем водорода выделится при взаимодействии 20 г соляной кислоты с 34 г меди

Для решения этой задачи используем уравнение химической реакции, которая происходит при взаимодействии меди с соляной кислотой:

$\text{Cu} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{CuCl}_2 + \text{H}_2$

1. Определим молекулярную массу реагентов:

   • Молекулярная масса меди (Cu) = 63,5 г/моль.

   • Молекулярная масса соляной кислоты (HCl) = 36,5 г/моль.

2. Рассчитаем количество вещества меди и соляной кислоты:

   • Количество вещества меди:

     $$n_{\text{Cu}} = \frac{m_{\text{Cu}}}{M_{\text{Cu}}} = \frac{20 \, \text{г}}{63,5 \, \text{г/моль}} \approx 0,315 \, \text{моль}$$

   • Количество вещества соляной кислоты:

     $$n_{\text{HCl}} = \frac{m_{\text{HCl}}}{M_{\text{HCl}}} = \frac{34 \, \text{г}}{36,5 \, \text{г/моль}} \approx 0,931 \, \text{моль}$$

3. Определим, какой из реагентов ограничивает реакцию:
   Из уравнения реакции видно, что для 1 моль меди требуется 2 моль HCl. Рассчитаем, сколько HCl нужно для полного взаимодействия с 0,315 моль меди:

   $$\text{необходимое количество HCl} = 0,315 \, \text{моль Cu} \times 2 = 0,63 \, \text{моль HCl}$$

   У нас есть 0,931 моль HCl, то есть его хватит для реакции с медью, и следовательно, медь является ограничивающим реагентом.

4. Рассчитаем количество водорода, которое выделится:
   Из уравнения реакции видно, что на 1 моль меди выделяется 1 моль водорода (H₂). Следовательно, при реакции 0,315 моль меди выделится 0,315 моль водорода.

5. Рассчитаем массу выделившегося водорода:
   Масса водорода равна:

   $$m_{\text{H}_2} = n_{\text{H}_2} \times M_{\text{H}_2} = 0,315 \, \text{моль} \times 2 \, \text{г/моль} = 0,63 \, \text{г}$$

Таким образом, при взаимодействии 20 г соляной кислоты с 34 г меди выделится 0,63 г водорода.