Номер 1, страница 106, часть 2 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

•1. Рассчитайте, хватит ли 140 мл 20%-ного раствора соляной кислоты ($p = 1,1 \text{ г/мл}$), чтобы с ней полностью прореагировало 13 г цинка.

Ответ: хватит.

1. Дано:

Объем раствора соляной кислоты: $V(р-ра \ HCl) = 140 \text{ мл}$

Массовая доля HCl: $\omega(HCl) = 20\% = 0,2$

Плотность раствора HCl: $\rho(р-ра \ HCl) = 1,1 \text{ г/мл}$

Масса цинка: $m(Zn) = 13 \text{ г}$

Найти:

Хватит ли раствора HCl для полного реагирования с цинком?

Решение:

Чтобы определить, достаточно ли соляной кислоты, необходимо сравнить количество вещества кислоты, которое требуется для реакции с 13 г цинка, с количеством вещества кислоты, которое содержится в данном растворе.

1. Составим уравнение химической реакции взаимодействия цинка с соляной кислотой:

$Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2 \uparrow$

Из уравнения следует, что на 1 моль цинка расходуется 2 моль соляной кислоты.

2. Вычислим количество вещества (в молях) для 13 г цинка. Молярная масса цинка $M(Zn)$ составляет примерно $65 \text{ г/моль}$.

$n(Zn) = \frac{m(Zn)}{M(Zn)} = \frac{13 \text{ г}}{65 \text{ г/моль}} = 0,2 \text{ моль}$

3. Согласно стехиометрии реакции, для полного растворения 0,2 моль цинка потребуется в два раза большее количество вещества соляной кислоты:

$n_{требуемое}(HCl) = 2 \times n(Zn) = 2 \times 0,2 \text{ моль} = 0,4 \text{ моль}$

4. Теперь рассчитаем, какое количество вещества соляной кислоты имеется в наличии в 140 мл 20%-ного раствора.

Сначала найдем массу раствора соляной кислоты:

$m(р-ра \ HCl) = V(р-ра \ HCl) \times \rho(р-ра \ HCl) = 140 \text{ мл} \times 1,1 \text{ г/мл} = 154 \text{ г}$

Затем найдем массу чистой соляной кислоты (HCl) в этом растворе:

$m(HCl) = m(р-ра \ HCl) \times \omega(HCl) = 154 \text{ г} \times 0,20 = 30,8 \text{ г}$

Наконец, вычислим количество вещества имеющейся соляной кислоты. Молярная масса HCl $M(HCl) = 1,0 + 35,5 = 36,5 \text{ г/моль}$.

$n_{имеющееся}(HCl) = \frac{m(HCl)}{M(HCl)} = \frac{30,8 \text{ г}}{36,5 \text{ г/моль}} \approx 0,844 \text{ моль}$

5. Сравним требуемое и имеющееся количество вещества соляной кислоты:

$n_{имеющееся}(HCl) \approx 0,844 \text{ моль}$

$n_{требуемое}(HCl) = 0,4 \text{ моль}$

Поскольку $0,844 \text{ моль} > 0,4 \text{ моль}$, имеющегося количества соляной кислоты достаточно для полного растворения 13 г цинка. Кислота находится в избытке.

Ответ: хватит.