20.0 g Zn 4.00 M HCl 100.0 mL 5℃ 1.00 atm H2 gas volume

20.0 g Zn 4.00 M HCl 100.0 mL 5℃ 1.00 atm H2 gas volume

 

 

If 20.0 g of solid zinc reacts with

100.0 mL of 4.00 M hydrochloric acid,

what volume of hydrogen gas is produced

at 5℃ and 1.00 atm?

 

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Zn의 몰질량 = 65.38 g/mol 이므로,

20.0 g / (65.38 g/mol) = 0.3059 mol Zn

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

 

 

(4.00 mol/L) (100.0/1000 L) = 0.400 mol HCl

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7787 )

 

 

 

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

 

Zn : HCl = 1 : 2 계수비(= 몰수비) 이므로,

0.3059 mol Zn과 반응하는 HCl의 몰수를 계산하면,

Zn : HCl = 1 : 2 = 0.3059 mol : ? mol

 

? = 2 × 0.3059 = 0.6118 mol HCl

---> HCl은 이만큼 없다, 부족하다?

---> HCl = 한계 반응물.

( 참고: 한계 반응물 https://ywpop.tistory.com/3318 )

 

 

 

0.400 mol HCl 반응 시, 생성되는 H2의 몰수를 계산하면,

HCl : H2 = 2 : 1 = 0.400 mol : ? mol

 

? = 0.400 / 2 = 0.200 mol H2

 

 

 

PV = nRT 로부터,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/3097 )

 

0.200 mol H2의 부피를 계산하면,

V = nRT / P

= (0.200) (0.08206) (273.15 + 5) / (1.00)

= 4.565 L H2