Вычислите объем водорода, выделившегося при взаимодействии цинка массой 13 г с раствором, содержащим 30 г серной кислоты (н.у.)

Для вычисления объема водорода, выделившегося при реакции цинка с серной кислотой, следуем пошаговому алгоритму.

Уравнение реакции

Цинк реагирует с серной кислотой по уравнению:

По уравнению видно, что на 1 моль цинка выделяется 1 моль водорода.

1. Найдем количество вещества реагентов

Молярные массы:

• Zn = 65 г/моль,
• H₂SO₄ = 98 г/моль.

1. Количество вещества цинка:

2. Количество вещества серной кислоты:

2. Определим ограничивающий реагент

По стехиометрии реакции, 1 моль H₂SO₄ реагирует с 1 моль Zn.

Отношение количества веществ:

• $n(\text{Zn}) = 0{,}2 \, \text{моль}$,
• $n(\text{H}_2\text{SO}_4) = 0{,}306 \, \text{моль}$.

Так как $n(\text{Zn}) < n(\text{H}_2\text{SO}_4)$, цинк является ограничивающим реагентом. Вся серная кислота не израсходуется.

3. Вычислим количество водорода

По уравнению реакции, из 1 моль Zn выделяется 1 моль H₂. Следовательно, количество вещества водорода равно количеству вещества цинка:

4. Найдем объем водорода

Молярный объем газа при нормальных условиях (н.у.) равен 22,4 л/моль. Объем водорода вычислим по формуле:

Ответ:

Объем водорода, выделившегося при реакции, составляет 4,48 л.