Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 выделяется водород. Количество вещества цинка: n(Zn) = m(Zn)/M(Zn)=6,5/65=0,1 моль, где M(Zn) = 65 г/моль - молярная масса цинка. W(H2SO4) = m(H2SO4)/m(раствора), m(H2SO4) = m(раствора)xW(H2SO4)= 0,1xm(раствора) - для первого случая, когда кислота 10%. Из уравнения реакции видно, что n(H2SO4) = m(H2SO4)/M(H2SO4)= n(Zn)=0,1 моль, где M(H2SO4) = 98 г/моль - молярная масса серной кислоты. Получаем для первого случая: 0,1xm(раствора)/98=0,1, откуда m(раствора)=100 г, тогда m(H2SO4) = 0,1x100=10 г, n(H2SO4) = 10/98=0,102 моль, следовательно кислота находится в избытке и объем водорода определяем по количеству вещества цинка, из уравнения реакции видно, что n(Zn)=n(H2) = 0,1 моль, откуда, если принять что реакция проходит при нормальных условиях V(H2) = n(H2)xVm = 0,1x22,4=2,24 л, где Vm = 22,4 моль/л - молярный объем. Для второго случая, когда кислота 98% получаем: 0,98xm(раствора)/98=0,1 откуда m(раствора)=10 г, следовательно m(H2SO4) = 9,8 г, а n(H2SO4) = 9,8/98 = 0,1 моль, откуда V(H2) = 0,1x22,4 = 2,24 л. Объем водорода и в первом и во втором случае будет одинаков, т.к. рассчитывается исходя из количества вещества цинка, которое одинаково в обоих случаях.
Если мы знаем химическую формулу вещества, то достаточно рассчитать относительные массы каждого элемента в нем.
По-видимому, можно выделить два основных типа расчетных задач на основе формул химических веществ. Во-первых, зная атомные массы каждого элемента, можно вычислить их суммарную массу, приходящуюся на моль вещества, и определить процентное содержание каждого элемента. Во-вторых, можно решить обратную задачу: найти химическую формулу по заданному процентному содержанию элементов в веществе (на основании данных химического анализа)
Рассмотрим несколько примеров.
Пример 1. Рассчитайте массовые доли в процентах каждого элемента в фосфорной кислоте.
Решение. Зная относительные атомные массы каждого элемента, вычислим их сумму для Н3РО4:
Мr(Н3Р04) = 3Ar(Н) + Ar(Р) + 4Ar(0) = 3.1 + 31 + 16.4 = 98. Тогда, например, содержание водорода равно
Количество вещества цинка: n(Zn) = m(Zn)/M(Zn)=6,5/65=0,1 моль, где M(Zn) = 65 г/моль - молярная масса цинка. W(H2SO4) = m(H2SO4)/m(раствора), m(H2SO4) = m(раствора)xW(H2SO4)= 0,1xm(раствора) - для первого случая, когда кислота 10%. Из уравнения реакции видно, что n(H2SO4) = m(H2SO4)/M(H2SO4)= n(Zn)=0,1 моль, где M(H2SO4) = 98 г/моль - молярная масса серной кислоты. Получаем для первого случая: 0,1xm(раствора)/98=0,1, откуда m(раствора)=100 г, тогда m(H2SO4) = 0,1x100=10 г, n(H2SO4) = 10/98=0,102 моль, следовательно кислота находится в избытке и объем водорода определяем по количеству вещества цинка, из уравнения реакции видно, что n(Zn)=n(H2) = 0,1 моль, откуда, если принять что реакция проходит при нормальных условиях V(H2) = n(H2)xVm = 0,1x22,4=2,24 л, где Vm = 22,4 моль/л - молярный объем. Для второго случая, когда кислота 98% получаем: 0,98xm(раствора)/98=0,1 откуда m(раствора)=10 г, следовательно m(H2SO4) = 9,8 г, а n(H2SO4) = 9,8/98 = 0,1 моль, откуда V(H2) = 0,1x22,4 = 2,24 л. Объем водорода и в первом и во втором случае будет одинаков, т.к. рассчитывается исходя из количества вещества цинка, которое одинаково в обоих случаях.
Если мы знаем химическую формулу вещества, то достаточно рассчитать относительные массы каждого элемента в нем.
По-видимому, можно выделить два основных типа расчетных задач на основе формул химических веществ. Во-первых, зная атомные массы каждого элемента, можно вычислить их суммарную массу, приходящуюся на моль вещества, и определить процентное содержание каждого элемента. Во-вторых, можно решить обратную задачу: найти химическую формулу по заданному процентному содержанию элементов в веществе (на основании данных химического анализа)
Рассмотрим несколько примеров.
Пример 1. Рассчитайте массовые доли в процентах каждого элемента в фосфорной кислоте.
Решение. Зная относительные атомные массы каждого элемента, вычислим их сумму для Н3РО4:
Мr(Н3Р04) = 3Ar(Н) + Ar(Р) + 4Ar(0) = 3.1 + 31 + 16.4 = 98. Тогда, например, содержание водорода равно