Какой объем водорода может быть получен при действии 100 г 4,9% раствора серной кислоты на 10 г технического цинка, содержащего 20% примеси, если объемная доля выхода водорода составляет 80% от теоретически возможного?

Взаимодействие цинка с серной кислотой происходит в соответствии со следующим уравнением химической реакции:

Zn + Н₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂;

При растворении 1 моля металла выделяется 1 моль газообразного водорода.

Вычислим количество вещества, содержащееся в навеске 10 граммах технического цинка, содержащего 20% примеси.

Для этого найдем отношение его веса к молярной массе.

м Zn = 10 х 0,8 = 8 грамм;

М Zn = 65 грамм/моль;

N Zn = 8 / 65 = 0,0123 моль;

Найдем количество вещества в 100 граммах 4,9% раствора серной кислоты

Её масса равна:

м Н₂SO₄ = 100 х 0,049 = 4,9 грамма;

М H₂SO₄ = 2 + 32 + 16 х 4 = 98 грамм/моль;

N H₂SO₄ = 4,9 / 98 = 0,05 моль;

0,0123 моль цинка вступит в реакцию с 0,0123 моль серной кислоты. При этом выделится 0,0123 моль водорода. С учетом того, что объемная доля выхода водорода составляет 80% от теоретически возможного, выделится 0,0123 х 0,8 = 0,00984 моль водорода.

Вычислим его объем.

Один моль газа при нормальных условиях заполняет объем 22,4 литра.

Объем водорода составит:

V H₂ = 0,00984 х 22,4 = 0,22 литра;