№ 6. В 73 г соляной кислоты с массовой долей HCl 5% поместили избыток цинка. Вычислите объем выделившегося газа (5 б).

Решение:

Для начала определим массу HCl в растворе:

\( m_{\text{HCl}} = m_{\text{раствора}} \times w_{\text{HCl}} = 73 \text{ г} \times 0.05 = 3.65 \text{ г} \)

Теперь запишем уравнение реакции между цинком и соляной кислотой:

\( \text{Zn} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2 \uparrow \)

По уравнению реакции, 2 моль HCl выделяют 1 моль H₂. Рассчитаем количество вещества HCl:

\( M(\text{HCl}) = 1 \text{ (H)} + 35.5 \text{ (Cl)} = 36.5 \text{ г/моль} \)

\( \nu_{\text{HCl}} = \frac{m_{\text{HCl}}}{M_{\text{HCl}}} = \frac{3.65 \text{ г}}{36.5 \text{ г/моль}} = 0.1 \text{ моль} \)

Так как цинк в избытке, HCl является лимитирующим реагентом. По стехиометрии реакции:

\( \nu_{\text{H}_2} = \frac{1}{2} \nu_{\text{HCl}} = \frac{1}{2} \times 0.1 \text{ моль} = 0.05 \text{ моль} \)

Теперь рассчитаем объем водорода при нормальных условиях (н.у.), используя молярный объем газа (22.4 л/моль):

\( V_{\text{H}_2} = \nu_{\text{H}_2} \times V_m \)

\( V_{\text{H}_2} = 0.05 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 1.12 \text{ л} \)

Ответ: 1.12 л