Краткое пояснение:
Для решения задачи необходимо составить уравнение реакции, рассчитать количество вещества выделившегося газа (водорода), затем найти количество вещества и массу прореагировавшей соляной кислоты, учитывая ее массовую долю.
Пошаговое решение:
- Шаг 1: Запишем уравнение реакции между цинком (Zn) и соляной кислотой (HCl):
Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑ - Шаг 2: Рассчитаем количество вещества водорода (H₂), выделившегося при нормальных условиях (н.у.), зная его объем (1,12 дм³). Молярный объем газов при н.у. равен 22,4 дм³/моль.
$$
u$$(H₂) = V(H₂) / Vm = 1,12 дм³ / 22,4 дм³/моль = 0,05 моль. - Шаг 3: По уравнению реакции, количество вещества соляной кислоты (HCl), вступившей в реакцию, в два раза больше количества вещества водорода.
$$
u$$(HCl) = 2 * $$
u$$(H₂) = 2 * 0,05 моль = 0,1 моль. - Шаг 4: Найдем молярную массу соляной кислоты (HCl).
M(HCl) = M(H) + M(Cl) = 1 г/моль + 35,5 г/моль = 36,5 г/моль. - Шаг 5: Рассчитаем массу соляной кислоты (HCl), которая вступила в реакцию.
m(HCl) = $$
u$$(HCl) * M(HCl) = 0,1 моль * 36,5 г/моль = 3,65 г. - Шаг 6: Зная массовую долю хлороводорода (3%) в растворе соляной кислоты, найдем массу раствора соляной кислоты, потребовавшегося для реакции.
Массовая доля (w) = (масса растворенного вещества / масса раствора) * 100%.
Отсюда, масса раствора = масса растворенного вещества / (массовая доля / 100%).
m(раствора HCl) = m(HCl) / (3% / 100%) = 3,65 г / 0,03 = 121,67 г.
Ответ: Масса соляной кислоты (раствора) составила приблизительно 121,67 г.