Сколько массы серной кислоты необходимо использовать при реакции с цинком, чтобы получить 11,2 л водорода, если содержание серной кислоты составляет 4,9%?
Пошаговый ответ:
Для этого воспользуемся уравнением реакции между серной кислотой (H2SO4) и цинком (Zn):
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2
Из уравнения видно, что 1 моль цинка реагирует с 1 молью серной кислоты, образуя 1 моль сульфата цинка и 1 моль водорода.
Теперь посмотрим на исходные данные. У нас есть 11,2 л водорода. Для приведения этого объема к молярной концентрации серной кислоты, используем идеальный газовый закон:
V = n * Vm,
где V — объем газа, n — количество вещества газа (в молях), Vm — молярный объем газа при стандартных условиях (22,4 л/моль).
Итак, посчитаем количество молей водорода:
n(H2) = V(H2) / Vm(H2) = 11,2 л / 22,4 л/моль = 0,5 моль.
Так как 1 моль водорода получается из 1 моля серной кислоты, то и количество молей серной кислоты будет составлять 0,5 моль.
Теперь выясним, какая масса серной кислоты соответствует этому количеству молей. Для этого воспользуемся молярной массой серной кислоты.
Молярная масса серной кислоты (H2SO4) составляет приблизительно 98 г/моль.
Теперь можем найти массу:
m(H2SO4) = n(H2SO4) * M(H2SO4) = 0,5 моль * 98 г/моль = 49 г.
Таким образом, для получения 11,2 л водорода необходимо использовать 49 г серной кислоты.