Решение задачи: Взаимодействие цинка и серной кислоты

Дано: m(Zn) = 13 г m(H2SO4) = 30 г Найти: V(H2) — ? Решение: 1. Составим уравнение химической реакции: \[ Zn + H_{2}SO_{4} \rightarrow ZnSO_{4} + H_{2} \uparrow \] 2. Рассчитаем молярные массы веществ: \[ M(Zn) = 65 \text{ г/моль} \] \[ M(H_{2}SO_{4}) = 1 \cdot 2 + 32 + 16 \cdot 4 = 98 \text{ г/моль} \] 3. Найдем количество вещества (в молях) для цинка и серной кислоты: \[ n(Zn) = \frac{m(Zn)}{M(Zn)} = \frac{13}{65} = 0,2 \text{ моль} \] \[ n(H_{2}SO_{4}) = \frac{m(H_{2}SO_{4})}{M(H_{2}SO_{4})} = \frac{30}{98} \approx 0,306 \text{ моль} \] 4. Определим, какое вещество находится в недостатке. По уравнению реакции соотношение реагентов 1:1. Так как \( 0,2 < 0,306 \), цинк находится в недостатке. Дальнейший расчет ведем по цинку. 5. Согласно уравнению реакции, количество выделившегося водорода равно количеству прореагировавшего цинка: \[ n(H_{2}) = n(Zn) = 0,2 \text{ моль} \] 6. Вычислим объем водорода при нормальных условиях (н.у.), используя молярный объем \( V_{m} = 22,4 \text{ л/моль} \): \[ V(H_{2}) = n(H_{2}) \cdot V_{m} \] \[ V(H_{2}) = 0,2 \cdot 22,4 = 4,48 \text{ л} \] Ответ: V(H2) = 4,48 л.