Номер 2.11, страница 47, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

2.11. Один из видов латуни представляет собой сплав меди с цинком (массовая доля цинка 40%). Определите, какой объем водорода (н. у.) выделится при обработке 1 кг латуни соляной кислотой.

Дано:

$m(\text{латуни}) = 1 \, \text{кг}$

$w(Zn) = 40\%$

Условия: н. у. (нормальные условия)

$m(\text{латуни}) = 1000 \, \text{г}$

Найти:

$V(H_2) - ?$

Латунь является сплавом меди (Cu) и цинка (Zn). При обработке сплава соляной кислотой (HCl) в реакцию будет вступать только цинк, так как в электрохимическом ряду напряжений металлов он стоит до водорода, а медь – после. Таким образом, медь не вытесняет водород из растворов кислот-неокислителей.

Уравнение химической реакции, которая протекает:

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

1. Рассчитаем массу цинка в 1 кг латуни. Массовая доля цинка составляет 40%, или 0,4.

$m(Zn) = m(\text{латуни}) \cdot w(Zn) = 1000 \, \text{г} \cdot 0.40 = 400 \, \text{г}$

2. Найдем количество вещества (моль) цинка. Молярная масса цинка $M(Zn)$ равна примерно $65.4 \, \text{г/моль}$.

$n(Zn) = \frac{m(Zn)}{M(Zn)} = \frac{400 \, \text{г}}{65.4 \, \text{г/моль}} \approx 6.116 \, \text{моль}$

3. Согласно уравнению реакции, из 1 моль цинка образуется 1 моль водорода, следовательно, их количества вещества равны.

$n(H_2) = n(Zn) \approx 6.116 \, \text{моль}$

4. Рассчитаем объем выделившегося водорода при нормальных условиях (н. у.). Молярный объем газа при н. у. $V_m$ составляет $22.4 \, \text{л/моль}$.

$V(H_2) = n(H_2) \cdot V_m \approx 6.116 \, \text{моль} \cdot 22.4 \, \text{л/моль} \approx 137 \, \text{л}$

Ответ: $V(H_2) \approx 137 \, \text{л}$.