Присоединиться

Химия·Уравнения реакций·8–11 класс

Найдите объём водорода при реакции 13 г цинка со 100 г 7,3 % соляной кислоты

Условие

В колбу поместили 13 г цинковых гранул и прилили 100 г раствора соляной кислоты с массовой долей HCl\mathrm{HCl} 7,3 %. Реакцию довели до полного прекращения выделения газа. Составьте уравнение реакции, определите, какое вещество взято в избытке, и найдите объём выделившегося водорода (н. у.) и массу непрореагировавшего металла. Молярные массы: M(Zn)=65M(\mathrm{Zn}) = 65 г/моль, M(HCl)=36,5M(\mathrm{HCl}) = 36{,}5 г/моль, M(ZnCl2)=136M(\mathrm{ZnCl_2}) = 136 г/моль, M(H2)=2M(\mathrm{H_2}) = 2 г/моль; молярный объём Vm=22,4V_m = 22{,}4 л/моль.

Ответ

Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂↑; в избытке цинк, V(H₂) = 2,24 л, не прореагировало 6,5 г цинка

Решение по шагам

  1. Шаг 1. Уравнение реакции

    Цинк стоит в ряду активности левее водорода, поэтому вытесняет его из растворов кислот:

    Zn+2HCl=ZnCl2+H2\mathrm{Zn} + 2\mathrm{HCl} = \mathrm{ZnCl_2} + \mathrm{H_2}\uparrow

    Коэффициент 2 перед HCl\mathrm{HCl} появляется потому, что цинк двухвалентен и связывает два хлорид-иона.

    Мольное соотношение: Zn:HCl:H2=1:2:1\mathrm{Zn} : \mathrm{HCl} : \mathrm{H_2} = 1 : 2 : 1.

  2. Шаг 2. Считаем количества обоих реагентов

    Даны массы двух исходных веществ — значит, одно из них обязательно в избытке, и посчитать нужно оба.

    Масса чистого хлороводорода в растворе (100 г — это масса раствора, а не кислоты):

    m(HCl)=100 г0,073=7,3 г,n(HCl)=7,336,5=0,2 мольm(\mathrm{HCl}) = 100\ \text{г} \cdot 0{,}073 = 7{,}3\ \text{г}, \qquad n(\mathrm{HCl}) = \frac{7{,}3}{36{,}5} = 0{,}2\ \text{моль}

    Цинк:

    n(Zn)=1365=0,2 мольn(\mathrm{Zn}) = \frac{13}{65} = 0{,}2\ \text{моль}

    Количества одинаковы — но это ещё не значит, что вещества взяты поровну по реакции.

Осталось ещё 4 шага — откроются после входа:

  • Шаг 3. Кто в недостатке
  • Шаг 4. Объём водорода
  • Шаг 5. Масса оставшегося цинка
  • Шаг 6. Проверка баланса массы
Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Частые ошибки

  • Принять 100 г за массу HCl вместо массы раствора: массовая доля 7,3 % даёт всего 7,3 г кислоты.

  • Вести расчёт по цинку и получить 4,48 л водорода — цинк остался в избытке, он не определяет выход продукта.

  • Сравнить количества «в лоб» (0,2 моль и 0,2 моль) и решить, что вещества взяты точно по уравнению: у HCl коэффициент 2, поэтому её количество надо делить на 2.

  • Забыть, что n(H₂) вдвое меньше n(HCl), и умножить 0,2 моль на 22,4 л/моль.

  • Считать избыточным то вещество, масса которого больше: избыток определяется только по мольным соотношениям.

Другие задачи по теме «Уравнения реакций»