16 Просмотров

Задание:

Какой объем газа выделится если к раствору карбоната цинка прилить 600гр раствора азотной кислоты с массовой долей кислоты 30%

Ответ на задание:

Для решения задачи необходимо использовать химические уравнения реакций между карбонатом цинка (ZnCO₃) и азотной кислотой (HNO₃). Уравнение реакции может выглядеть следующим образом:

\[ ZnCO₃ + 2HNO₃ \rightarrow Zn(NO₃)₂ + CO₂ + H₂O \]

Согласно уравнению, на каждый моль карбоната цинка необходимо два моля азотной кислоты. Молярная масса карбоната цинка (ZnCO₃) составляет приблизительно 125 г/моль.

1. Найдем количество молей карбоната цинка в 600 г раствора:

   \[ \text{Моли } ZnCO₃ = \frac{\text{Масса}}{\text{Молярная масса}} = \frac{600, \text{г}}{125, \text{г/моль}} \]

2. Определим количество молей азотной кислоты, используя её массовую долю в растворе (30%):

   \[ \text{Масса HNO₃} = 600, \text{г} \times 0.30 ] [ \text{Моли } HNO₃ = \frac{\text{Масса}}{\text{Молярная масса}} \]

3. Найдем соотношение между молями карбоната цинка и азотной кислоты по уравнению реакции.

4. Определим количество молей выделившегося газа (CO₂), используя коэффициент перед CO₂ в уравнении реакции.

5. Найдем объем выделившегося газа при стандартных условиях (нормальное давление и температура).

Давайте произведем вычисления.

1. Моли ( ZnCO₃ ): ​\( \text{Моли } ZnCO₃ = \frac{600, \text{г}}{125, \text{г/моль}} = 4.8, \text{моль} \)​

2. Моли ( HNO₃ ):

   \[ \text{Масса HNO₃} = 600, \text{г} \times 0.30 = 180, \text{г} \]

   \[ \text{Моли } HNO₃ = \frac{180, \text{г}}{63, \text{г/моль}} \approx 2.86, \text{моль} \]

3. Соотношение между молями: Исходя из уравнения реакции, для каждого моля ( ZnCO₃ ) требуется два моля ( HNO₃ ). Сравним количество молей:

   \[ \frac{\text{Моли } HNO₃}{2} = \frac{2.86, \text{моль}}{2} = 1.43, \text{моль} \]

   Заметим, что у нас достаточно ( HNO₃ ) для полного реагирования с ( ZnCO₃ ).

4. Моли выделившегося газа (CO₂): Исходя из уравнения реакции, каждый моль ( ZnCO₃ ) образует один моль ( CO₂ ). Таким образом, количество молей ( CO₂ ) равно количеству молей ( ZnCO₃ ), т.е., 4.8 моль.

5. Объем ( CO₂ ) при нормальных условиях (н.у.): При нормальных условиях один моль газа занимает примерно 22.4 литра объема. Таким образом,

   \[ \text{Объем } CO₂ = 4.8, \text{моль} \times 22.4, \text{л/моль} \approx 107.52, \text{л} \]

Итак, при реакции между 600 г раствора карбоната цинка и 600 г раствора азотной кислоты с массовой долей кислоты 30%, выделится примерно 107.52 литра ( CO₂ ) при нормальных условиях.