Решение задач на растворы, с избытком одного из реагирующих веществ

Пример 1:

Какой объём водорода (н.у.) может получиться при действии 6,5 г цинка на 200 г 10%-ного раствора серной кислоты?

Решение:

1.Записываем уравнение реакции: Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑
Находим молярную массу цинка: M (Zn) = 65 г/моль
Находим молярную массу серной кислоты: M (H₂SO₄) = 1 • 2 + 32 + 16 • 4 = 98 (г/моль)
(молярную массу каждого элемента, численно равную относительной атомной массе, смотрим в периодической таблице под знаком элемента и округляем до целых)

2.Находим чистую массу серной кислоты в растворе:
m _{растворенного вещества} = m _{раствора} • ω = 200 • 0,10 = 20 (г)
Более рационально подставить в уравнение массу, но если Ваш учитель требует решать через моли, находим количество вещества серной кислоты: ν (H₂SO₄) = m/M = 20 г / 198 г/моль и т.д. Потом подставляем в уравнение моли.

3.Находим, какое вещество в недостатке. Для этого записываем над уравнением реакции имеющиеся данные, а под уравнением – массу согласно уравнению (равна молярной массе, умноженной на число моль, т.е. коэффициент перед веществом. В этом примере равен 1):
6,5 г 20 г
Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑
65 г 98 г
Составляем неравенство из двух дробей:
6,5 г < 20 г
65 г 98 г
Цинк в недостатке – расчет ведем по нему (его отношение фактической массы к эквивалентной массе меньше, значит, он израсходуется раньше. Серная кислота останется в избытке)
Будьте внимательны! Ошибка в этом действии делает решение неверным!

4.Записываем над уравнением реакции полученные данные, а под уравнением – данные по уравнению в тех же единицах измерения:
6,5 г x моль
Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑
65 г 1 моль
Составляем пропорцию:
6,5 г – x моль
65 г – 1 моль
Находим число моль выделившегося водорода:
x = 6,5 г • 1 моль / 65 г = 0,1 моль

5.Находим объем водорода:
v = 22,4 л/моль • n,
где 22,4 – молярный объем, т.е. объем одного моля любого газа,
n – количество вещества (моль)
v = 22,4 л/моль • 0,1 моль = 2,24 л

Ответ: 2,24 л.

Пример 2:

Какой объём газа (н.у.) выделится, если цинк опустить в 40 мл 10%-ного раствора соляной кислоты, плотность которого 1.07 г/мл?

Решение:

1.Записываем уравнение реакции: Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂↑
Задача имеет решение, если цинк в избытке.

2.Находим массу раствора соляной кислоты:
m = v • ρ = 40 мл • 1,07 г/мл = 42,8 г

3.Находим чистую массу соляной кислоты в растворе:
m _{растворенного вещества} = 42,8 • 0,10 = 4,28 (г)

4.Находим молярную массу соляной кислоты: M (HCl) = 1 + 35,5 = 36,5 (г/моль)
Находим количество вещества соляной кислоты: ν (HCl) = m/M = 4,28 г / 36,5 г/моль = 0,117 моль

5. Записываем над уравнением реакции имеющиеся данные, а под уравнением – число моль согласно уравнению (равно коэффициенту перед веществом):
0,117 моль x моль
Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂ ↑
2 моль 1 моль
Составляем пропорцию:
0,117 моль – x моль
2 моль – 1 моль

Находим x:
x = 0,117 моль • 1 моль / 2 моль = 0,0585 моль

6.Находим объем водорода:
v = 22,4 л/моль • 0,0585 моль = 1,31 л

7.Округляем результат, чтобы в нем было не больше значащих цифр, чем в величинах в условии задачи (2 значащие цифры)

Ответ: 1,3 л.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: