Номер 5, страница 39 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 5. Расчёты по уравнениям химических реакций. Глава 1. Повторение и углубление знаний - номер 5, страница 39.

Условие.

5. Вычислите массу сульфида цинка, который можно получить при нагревании 10 г цинка и 10 г серы.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(Zn) = 10 \text{ г}$

$m(S) = 10 \text{ г}$

Найти:

$m(ZnS) - ?$

Решение:

1. Сначала запишем уравнение химической реакции получения сульфида цинка из цинка и серы при нагревании:

$Zn + S \xrightarrow{t} ZnS$

Уравнение сбалансировано. Из него следует, что 1 моль цинка реагирует с 1 моль серы с образованием 1 моль сульфида цинка. Стехиометрическое соотношение реагентов $n(Zn) : n(S)$ равно $1:1$.

2. Найдем молярные массы цинка ($Zn$) и серы ($S$), используя относительные атомные массы из Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, округленные до целых чисел:

$M(Zn) \approx 65 \text{ г/моль}$

$M(S) \approx 32 \text{ г/моль}$

3. Вычислим количество вещества (число молей) для каждого из исходных веществ:

Количество вещества цинка:

$n(Zn) = \frac{m(Zn)}{M(Zn)} = \frac{10 \text{ г}}{65 \text{ г/моль}} \approx 0,154 \text{ моль}$

Количество вещества серы:

$n(S) = \frac{m(S)}{M(S)} = \frac{10 \text{ г}}{32 \text{ г/моль}} = 0,3125 \text{ моль}$

4. Определим, какой из реагентов находится в недостатке. Для этого сравним количества вещества реагентов. Согласно уравнению реакции, они должны реагировать в соотношении 1:1. У нас есть $0,154 \text{ моль}$ цинка и $0,3125 \text{ моль}$ серы.

Так как $0,154 \text{ моль} < 0,3125 \text{ моль}$, цинк находится в недостатке (является лимитирующим реагентом), а сера — в избытке. Это значит, что весь цинк вступит в реакцию, а часть серы останется непрореагировавшей. Расчет массы продукта реакции следует вести по реагенту, находящемуся в недостатке, то есть по цинку.

5. По уравнению реакции, количество вещества образовавшегося сульфида цинка равно количеству вещества прореагировавшего цинка:

$n(ZnS) = n(Zn) = \frac{10}{65} \text{ моль} \approx 0,154 \text{ моль}$

6. Рассчитаем молярную массу сульфида цинка ($ZnS$):

$M(ZnS) = M(Zn) + M(S) = 65 \text{ г/моль} + 32 \text{ г/моль} = 97 \text{ г/моль}$

7. Теперь можем вычислить массу сульфида цинка, который можно получить в результате реакции. Для большей точности используем значение количества вещества в виде дроби:

$m(ZnS) = n(ZnS) \cdot M(ZnS) = \frac{10}{65} \text{ моль} \cdot 97 \text{ г/моль} = \frac{970}{65} \text{ г} \approx 14,92 \text{ г}$

Ответ: масса сульфида цинка, который можно получить, составляет 14,92 г.