14,5г цинка растворили в избытке водного раствора гидроксида натрия. Рассчитайте объём (н.у.) газа,...

Для решения задачи определим химическую реакцию, которая происходит при взаимодействии цинка с избытком водного раствора гидроксида натрия. Цинк (Zn) реагирует с гидроксидом натрия (NaOH) в присутствии воды, образуя тетрагидроксоцинкат натрия ((Na_2[Zn(OH)_4])) и выделяя водород ((H_2)):

[ Zn + 2NaOH + 2H_2O \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4] + H_2 \uparrow ]

Шаг 1. Найдём количество вещества цинка

Молярная масса цинка ((M(Zn))) равна 65,4 г/моль. По формуле:

[ n(Zn) = \frac{m(Zn)}{M(Zn)} ]

где:

• (m(Zn) = 14,5 \, \text{г}) — масса цинка,
• (M(Zn) = 65,4 \, \text{г/моль}).

Подставим значения:

[ n(Zn) = \frac{14,5}{65,4} \approx 0,2215 \, \text{моль}. ]

Шаг 2. Составим стехиометрическую зависимость

Из уравнения реакции видно, что 1 моль цинка выделяет 1 моль водорода ((H_2)). Следовательно, количество вещества водорода ((n(H_2))) будет равно количеству вещества цинка:

[ n(H_2) = n(Zn) \approx 0,2215 \, \text{моль}. ]

Шаг 3. Рассчитаем объём выделившегося водорода

Для нахождения объёма газа при нормальных условиях (н.у., (T = 273 \, \text{K}, \, P = 1 \, \text{атм})) используется формула:

[ V(H_2) = n(H_2) \cdot V_m, ]

где (V_m = 22,4 \, \text{л/моль}) — молярный объём газа при н.у.

Подставим значения:

[ V(H_2) = 0,2215 \cdot 22,4 \approx 4,96 \, \text{л}. ]

Ответ:

Объём водорода, выделившегося в результате реакции, составляет примерно 4,96 литра (н.у.).

Чтобы рассчитать объем газа, выделившегося в результате реакции, сначала определим, какая реакция происходит между цинком и гидроксидом натрия (NaOH).

Цинк в щелочной среде реагирует с гидроксидом натрия, образуя цинковую соль и водород. Реакция можно записать следующим образом:

[ \text{Zn} + 2 \text{NaOH} \rightarrow \text{Na}_2\text{Zn(OH)}_4 + \text{H}_2 \uparrow ]

1. Определим количество вещества цинка (Zn):

Молярная масса цинка (Zn) составляет примерно 65,4 г/моль. Рассчитаем количество вещества:

[ n{\text{Zn}} = \frac{m{\text{Zn}}}{M_{\text{Zn}}} = \frac{14,5 \, \text{г}}{65,4 \, \text{г/моль}} \approx 0,221 \, \text{моль} ]

1. Определим, сколько водорода выделяется:

Согласно уравнению реакции, на 1 моль цинка выделяется 1 моль водорода (H₂). Следовательно, количество водорода будет равно количеству цинка:

[ n_{\text{H}2} = n{\text{Zn}} = 0,221 \, \text{моль} ]

1. Рассчитаем объем водорода при нормальных условиях (н.у.):

При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает объем 22,4 л. Таким образом, объем выделившегося водорода можно рассчитать следующим образом:

[ V_{\text{H}2} = n{\text{H}_2} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 0,221 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} \approx 4,95 \, \text{л} ]

Таким образом, объем газа, выделившегося в результате реакции, составляет примерно 4,95 литра.