Номер 3.46, страница 59, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

3. Вычисление массы (количества вещества, объема) продукта реакции, если для его получения дан раствор с определенной массовой долей исходного вещества. Часть II. Вычисления по химическим уравнениям - номер 3.46, страница 59.

Условие.

3.46. Определите, какую массу соляной кислоты с массовой долей HCl 18,25% и какое количество вещества цинка необходимо взять, чтобы получить 89,6 л водорода (н. у.).

Решение.

Решение 2.

Дано:

$ω(HCl) = 18,25\% = 0,1825$
$V(H_2) = 89,6$ л (н. у.)
$V_m = 22,4$ л/моль (молярный объем газа при н. у.)

Найти:

$m(р-ра\ HCl)$ - ?
$n(Zn)$ - ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия цинка с соляной кислотой: $$Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2 \uparrow$$

2. Рассчитаем количество вещества (моль) водорода, который выделился в ходе реакции. Поскольку реакция протекает при нормальных условиях (н. у.), используем значение молярного объема газа $V_m = 22,4$ л/моль: $$n(H_2) = \frac{V(H_2)}{V_m} = \frac{89,6 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 4 \text{ моль}$$

3. По уравнению реакции установим соотношение количеств веществ реагентов и продуктов: $$ \frac{n(Zn)}{1} = \frac{n(HCl)}{2} = \frac{n(H_2)}{1} $$

Масса соляной кислоты с массовой долей HCl 18,25%

Из стехиометрического соотношения находим количество вещества хлороводорода ($HCl$), вступившего в реакцию: $$ n(HCl) = 2 \cdot n(H_2) = 2 \cdot 4 \text{ моль} = 8 \text{ моль} $$

Далее вычисляем массу чистого хлороводорода. Молярная масса $HCl$ составляет: $$ M(HCl) = M(H) + M(Cl) \approx 1 + 35,5 = 36,5 \text{ г/моль} $$ $$ m(HCl) = n(HCl) \cdot M(HCl) = 8 \text{ моль} \cdot 36,5 \text{ г/моль} = 292 \text{ г} $$

Теперь, зная массу чистого вещества и его массовую долю в растворе, можем найти массу всего раствора соляной кислоты: $$ m(р-ра\ HCl) = \frac{m(HCl)}{\omega(HCl)} = \frac{292 \text{ г}}{0,1825} = 1600 \text{ г} $$

Ответ: 1600 г.

Количество вещества цинка

Из стехиометрического соотношения находим количество вещества цинка ($Zn$), необходимого для реакции: $$ n(Zn) = n(H_2) = 4 \text{ моль} $$

Ответ: 4 моль.