Для решения этой задачи, нам нужно использовать перевод масс вещества в количество вещества (моль) и затем применить соотношение между количеством вещества и объемом, чтобы найти количество выделяющегося водорода.
Первым шагом будет найти количество раствора соляной кислоты в молях. Для этого мы должны знать массу молярную массу соляной кислоты (HCl), которая равна примерно 36,5 г/моль.
Масса соляной кислоты:
Масса = масса раствора × концентрация раствора
Масса = 50 г × 0,20 = 10 г
Количество вещества соляной кислоты в молях:
Количество вещества = масса / молярная масса
Количество вещества = 10 г / 36,5 г/моль = 0,27 моль
Теперь, учитывая, что выход водорода составляет 90%, мы можем найти количество выделяющегося водорода.
Количество вещества водорода = количество вещества соляной кислоты × коэффициент, соответствующий водороду в уравнении реакции
Количество вещества водорода = 0,27 моль × 2 (2 молекулы H в HCl) = 0,54 моль
Наконец, мы можем использовать состояние газа и уравнение идеального газа, чтобы найти объем выделяющегося водорода.
V = (n × R × T) / P
где V - объем, n - количество вещества H2, R - универсальная газовая постоянная, T - температура, P - давление
Уравнение реакции соляной кислоты с металлом:
2HCl + M -> MCl2 + H2
Учитывая условия задачи, как следует:
P = 1 атм (обычное атмосферное давление)
T = 273 + 25 = 298 K (конвертируем 25 °С в Кельвины)
n = 0,54 моль
R = 0,0821 атм × л/моль × К (универсальная газовая постоянная)
Подставим все значения в уравнение для нахождения объема выделяющегося водорода:
V = (0,54 моль × 0,0821 атм × л/моль × К × 298 K) / 1 атм
V ≈ 13,7 литров
Таким образом, при действии 50 г 20%-ного раствора соляной кислоты выделяется около 13,7 литров водорода.
Первым шагом будет найти количество раствора соляной кислоты в молях. Для этого мы должны знать массу молярную массу соляной кислоты (HCl), которая равна примерно 36,5 г/моль.
Масса соляной кислоты:
Масса = масса раствора × концентрация раствора
Масса = 50 г × 0,20 = 10 г
Количество вещества соляной кислоты в молях:
Количество вещества = масса / молярная масса
Количество вещества = 10 г / 36,5 г/моль = 0,27 моль
Теперь, учитывая, что выход водорода составляет 90%, мы можем найти количество выделяющегося водорода.
Количество вещества водорода = количество вещества соляной кислоты × коэффициент, соответствующий водороду в уравнении реакции
Количество вещества водорода = 0,27 моль × 2 (2 молекулы H в HCl) = 0,54 моль
Наконец, мы можем использовать состояние газа и уравнение идеального газа, чтобы найти объем выделяющегося водорода.
V = (n × R × T) / P
где V - объем, n - количество вещества H2, R - универсальная газовая постоянная, T - температура, P - давление
Уравнение реакции соляной кислоты с металлом:
2HCl + M -> MCl2 + H2
Учитывая условия задачи, как следует:
P = 1 атм (обычное атмосферное давление)
T = 273 + 25 = 298 K (конвертируем 25 °С в Кельвины)
n = 0,54 моль
R = 0,0821 атм × л/моль × К (универсальная газовая постоянная)
Подставим все значения в уравнение для нахождения объема выделяющегося водорода:
V = (0,54 моль × 0,0821 атм × л/моль × К × 298 K) / 1 атм
V ≈ 13,7 литров
Таким образом, при действии 50 г 20%-ного раствора соляной кислоты выделяется около 13,7 литров водорода.