Ответы
Ответ:
1. Для відповіді на це питання, необхідно знати, який саме процес розкладу води мається на увазі. Припустимо, що мається на увазі електролітичний розклад води, за якого вода розкладається на водень і кисень під дією електричного струму. У цьому випадку, молярна маса води (Н2О) дорівнює 18,015 г/моль, а молярна маса водню (Н2) дорівнює 2,016 г/моль.
За рівнянням електролітичного розкладу води, 2 молекули води розкладаються на 2 молекули водню та 1 молекулу кисню:
2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g)
Отже, щоб обчислити масу водню, який утворюється при розкладі 10,8 г води, необхідно використати пропорцію:
10,8 г H2O : (2 моль H2O) : (2 моль H2) : (2,016 г H2)
З цієї пропорції можна визначити масу водню:
маса водню = 10,8 г H2O × (2 моль H2 / 2 моль H2O) × (2,016 г H2 / 1 моль H2) = 21,6 г H2
Отже, при розкладі 10,8 г води утворюється 21,6 г водню.
2.
Реакція між цинком та хлоридною кислотою може бути записана наступним чином:
Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2(g)
За рівнянням реакції, одна молекула цинку реагує з двома молекулами хлоридної кислоти, утворюючи одну молекулу водню. Таким чином, коефіцієнт перед H2 у рівнянні реакції дорівнює 1, а це означає, що кількість молей газу H2, який утворюється, дорівнює кількості молей цинку, який бере участь у реакції.
Кількість молей цинку можна обчислити, використовуючи формулу:
n(Zn) = m(Zn) / M(Zn),
де n(Zn) - кількість молей цинку, m(Zn) - маса цинку, M(Zn) - молярна маса цинку.
Молярна маса цинку дорівнює 65,38 г/моль, а маса цинку, яка бере участь у реакції, може бути обчислена з маси хлоридної кислоти:
m(HCl) = n(HCl) * M(HCl),
де m(HCl) - маса хлоридної кислоти, n(HCl) - кількість молей хлоридної кислоти, M(HCl) - молярна маса хлоридної кислоти.
Молярна маса HCl дорівнює 36,46 г/моль. Тому, маса 0,6 моль HCl дорівнює:
m(HCl) = 0,6 моль * 36,46 г/моль = 21,88 г
Таким чином, маса цинку, яка бере участь у реакції, може бути обчислена з рівняння мас:
m(Zn) = m(HCl) / (2 * M(ZnCl2) / M(HCl)),
де M(ZnCl2) - молярна маса хлориду цинку.
Молярна маса ZnCl2 дорівнює 136,29 г/моль. Тоді, маса цинку дорівнює:
m(Zn) = m(HCl) / (2 * M(ZnCl2) / M(HCl)) = 21,88 г / (2 * 136,29 г/моль / 36,46 г/моль) = 2,84 г
Отже, у реакції взаємодії 2,84 г цинку з розчином, що містить 0,6 моль хлоридної кислоти, утворюється така ж кількість молей водню, або 0,6 моль. Об'єм цього газу може бути обчислений, використовуючи ідеальний газовий закон:
V(H2) = n(H2) * RT / P,
де V(H2) - об'єм водню при нормальних умовах (н. у.), n(H2) - кількість молей водню, R - універсальна газова стала, T - температура газу в кельвінах, P - тиск газу.
При нормальних умовах тиск дорівнює 1 атм, температура дорівнює 273 К, а універсальна газова стала R дорівнює 0,0821 л∙атм/(моль∙К).
Тому, об'єм водню при н. у. дорівнює:
V(H2) = n(H2) * RT / P = 0,6 моль * 0,0821 л∙атм/(моль∙К) * 273 К / 1 атм = 12,6 л
Отже, при взаємодії 2,84 г цинку з розчином, що містить 0,6 моль хлоридної кислоти, утворюється 0,6 моль водню, що займає об'єм 12,6 л при нормальних умовах.