Номер 3.24, страница 57, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

3.24. Вычислите массу соляной кислоты с массовой долей HCl 10% и количество вещества цинка, при взаимодействии которых выделилось 67,2 л водорода (н. у.).

Дано:

$\omega(\text{HCl}) = 10\% = 0.1$

$V(\text{H}_2) = 67,2 \text{ л}$ (н. у.)

Найти:

$m(\text{р-ра HCl}) - ?$

$n(\text{Zn}) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение химической реакции взаимодействия цинка (Zn) с соляной кислотой (HCl):

$ \text{Zn} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2\uparrow $

2. Найдем количество вещества выделившегося водорода ($H_2$). Поскольку объем газа дан при нормальных условиях (н. у.), мы можем использовать молярный объем газов, который равен $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$:

$ n(\text{H}_2) = \frac{V(\text{H}_2)}{V_m} = \frac{67,2 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 3 \text{ моль} $

3. Используя уравнение реакции, найдем количество вещества цинка ($n(\text{Zn})$) и хлороводорода ($n(\text{HCl})$). Стехиометрические коэффициенты показывают мольное соотношение реагентов и продуктов:

$ \frac{n(\text{Zn})}{1} = \frac{n(\text{HCl})}{2} = \frac{n(\text{H}_2)}{1} $

4. Из соотношения находим количество вещества цинка:

$ n(\text{Zn}) = n(\text{H}_2) = 3 \text{ моль} $

5. Теперь находим количество вещества хлороводорода:

$ n(\text{HCl}) = 2 \cdot n(\text{H}_2) = 2 \cdot 3 \text{ моль} = 6 \text{ моль} $

6. Рассчитаем массу чистого хлороводорода ($m(\text{HCl})$). Для этого сначала определим его молярную массу:

$ M(\text{HCl}) = 1,008 + 35,453 \approx 36,5 \text{ г/моль} $

Теперь можем найти массу HCl:

$ m(\text{HCl}) = n(\text{HCl}) \cdot M(\text{HCl}) = 6 \text{ моль} \cdot 36,5 \text{ г/моль} = 219 \text{ г} $

7. Зная массу чистого вещества и его массовую долю в растворе, вычислим массу всего раствора соляной кислоты:

$ m(\text{р-ра HCl}) = \frac{m(\text{HCl})}{\omega(\text{HCl})} = \frac{219 \text{ г}}{0,10} = 2190 \text{ г} $

Ответ: масса соляной кислоты составляет 2190 г; количество вещества цинка - 3 моль.