Номер 10, страница 35 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

10. Водород получают действием металлов на кислоты. Определите массы магния и цинка, которые надо взять, чтобы при взаимодействии с соляной кислотой получить 5,6 л водорода (н. у.).

Дано:

$V(H_2) = 5.6$ л (при н.у.)

Перевод в систему СИ:

$V(H_2) = 5.6 \text{ л} = 5.6 \times 10^{-3} \text{ м}^3$

Найти:

$m(Mg) - ?$

$m(Zn) - ?$

Решение:

Для решения задачи сначала необходимо найти количество вещества (моль) водорода, которое выделяется в ходе реакции. При нормальных условиях (н.у.) молярный объем любого газа $V_m$ составляет 22,4 л/моль.

Формула для расчета количества вещества газа по объему:

$n = \frac{V}{V_m}$

Подставим известные значения:

$n(H_2) = \frac{5.6 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 0.25 \text{ моль}$

Теперь, зная количество вещества водорода, мы можем рассчитать массы магния и цинка, необходимые для его получения, в двух отдельных случаях.

Масса магния

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия магния с соляной кислотой:

$Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2\uparrow$

2. Из уравнения реакции следует, что для получения 1 моль водорода ($H_2$) требуется 1 моль магния ($Mg$). Следовательно, их количества вещества соотносятся как 1:1.

$n(Mg) = n(H_2) = 0.25 \text{ моль}$

3. Рассчитаем массу магния. Молярная масса магния $M(Mg) \approx 24$ г/моль.

Формула для расчета массы вещества:

$m = n \times M$

$m(Mg) = 0.25 \text{ моль} \times 24 \text{ г/моль} = 6 \text{ г}$

Ответ: для получения 5,6 л водорода потребуется 6 г магния.

Масса цинка

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия цинка с соляной кислотой:

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

2. Из уравнения реакции следует, что для получения 1 моль водорода ($H_2$) требуется 1 моль цинка ($Zn$). Их количества вещества также соотносятся как 1:1.

$n(Zn) = n(H_2) = 0.25 \text{ моль}$

3. Рассчитаем массу цинка. Молярная масса цинка $M(Zn) \approx 65$ г/моль.

$m(Zn) = 0.25 \text{ моль} \times 65 \text{ г/моль} = 16.25 \text{ г}$

Ответ: для получения 5,6 л водорода потребуется 16,25 г цинка.