Номер 2, страница 86 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

2. К какому типу химических реакций относится реакция получения водорода в лаборатории? Рассчитайте массу цинка и массу соляной кислоты с массовой долей HCl, равной 26 %, необходимых для получения водорода химическим количеством 5 моль.

В лаборатории водород получают взаимодействием активных металлов (стоящих в ряду активности до водорода) с кислотами. Чаще всего используют реакцию цинка с соляной или серной кислотой. Уравнение реакции с соляной кислотой:

$Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\uparrow$

В этой реакции простое вещество (цинк) вступает во взаимодействие со сложным веществом (соляная кислота), в результате чего атомы простого вещества замещают атомы одного из элементов в сложном веществе (атомы цинка замещают атомы водорода). Такие реакции называются реакциями замещения.

Ответ: реакция получения водорода в лаборатории относится к реакциям замещения.

Дано:

$\omega(HCl) = 26 \% = 0.26$

$n(H_2) = 5$ моль

Найти:

$m(Zn)$ - ?

$m_{р-ра}(HCl)$ - ?

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции:

$Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2$

2. По уравнению реакции определим молярные соотношения реагентов и продуктов. На 1 моль выделившегося водорода расходуется 1 моль цинка и 2 моль соляной кислоты.

$n(Zn) : n(HCl) : n(H_2) = 1 : 2 : 1$

3. Рассчитаем количество вещества цинка и соляной кислоты, необходимое для получения 5 моль водорода:

$n(Zn) = n(H_2) = 5$ моль

$n(HCl) = 2 \cdot n(H_2) = 2 \cdot 5 = 10$ моль

4. Вычислим молярные массы цинка и хлороводорода:

$M(Zn) = 65$ г/моль

$M(HCl) = 1 + 35.5 = 36.5$ г/моль

5. Найдем массу цинка и массу чистого хлороводорода, вступивших в реакцию:

$m(Zn) = n(Zn) \cdot M(Zn) = 5 \text{ моль} \cdot 65 \text{ г/моль} = 325$ г

$m(HCl) = n(HCl) \cdot M(HCl) = 10 \text{ моль} \cdot 36.5 \text{ г/моль} = 365$ г

6. Рассчитаем массу 26%-го раствора соляной кислоты, в котором содержится 365 г HCl:

$m_{р-ра}(HCl) = \frac{m(HCl)}{\omega(HCl)} = \frac{365 \text{ г}}{0.26} \approx 1403.8$ г

Ответ: для получения 5 моль водорода потребуется 325 г цинка и 1403.8 г 26%-го раствора соляной кислоты.