Номер 6, страница 97 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

6. На чашах весов уравновешены одинаковые стаканы с соляной кислотой. В один из них опустили цинк массой 6,5 г, а на чашу весов возле другого стакана положили цинк той же массы. Нарушится ли равновесие чаш? Запишите уравнение реакции и сделайте расчет.

Да, равновесие чаш нарушится. Чтобы определить, какая чаша перевесит, необходимо провести расчет.

На правой чаше весов масса увеличилась на массу положенного куска цинка:

$ \Delta m_{правая} = m(Zn) = 6,5 \, г $

На левой чаше весов цинк опустили в стакан с соляной кислотой. Между ними происходит химическая реакция, в результате которой выделяется газообразный водород, который улетучивается из стакана.

Уравнение реакции:

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

Таким образом, масса на левой чаше увеличится на массу добавленного цинка, но уменьшится на массу улетевшего водорода.

$ \Delta m_{левая} = m(Zn) - m(H_2) $

Расчет:

Дано:

$ m(Zn) = 6,5 \, г $

Найти:

$ \Delta m_{левая} $ - ?
Сравнить $ \Delta m_{левая} $ и $ \Delta m_{правая} $.

Решение:

1. Найдем количество вещества цинка ($Zn$). Молярная масса цинка $ M(Zn) \approx 65 \, г/моль $.

$ n(Zn) = \frac{m(Zn)}{M(Zn)} = \frac{6,5 \, г}{65 \, г/моль} = 0,1 \, моль $

2. Согласно уравнению реакции, из 1 моль цинка образуется 1 моль водорода ($H_2$). Следовательно, количество вещества водорода равно количеству вещества цинка (предполагая, что соляная кислота находится в избытке).

$ n(H_2) = n(Zn) = 0,1 \, моль $

3. Рассчитаем массу выделившегося водорода. Молярная масса водорода $ M(H_2) = 2 \cdot 1 = 2 \, г/моль $.

$ m(H_2) = n(H_2) \cdot M(H_2) = 0,1 \, моль \cdot 2 \, г/моль = 0,2 \, г $

4. Теперь найдем итоговое изменение массы на левой чаше весов.

$ \Delta m_{левая} = m(Zn) - m(H_2) = 6,5 \, г - 0,2 \, г = 6,3 \, г $

5. Сравним изменения масс на обеих чашах.

Масса на правой чаше увеличилась на $ 6,5 \, г $.
Масса на левой чаше увеличилась на $ 6,3 \, г $.

Так как $ 6,3 \, г < 6,5 \, г $, равновесие нарушится, и правая чаша весов (на которую просто положили цинк) перевесит.

Ответ: Равновесие чаш нарушится. Чаша весов, на которую рядом со стаканом положили цинк, станет на 0,2 г тяжелее и перевесит, так как на левой чаше в результате химической реакции выделился и улетучился водород массой 0,2 г.