Для начала рассмотрим уравнение реакции:
[ 2Zn + O_2 \rightarrow 2ZnO ]
Это уравнение показывает, что 2 молекулы цинка реагируют с 1 молекулой кислорода, образуя 2 молекулы оксида цинка.
Шаг 1: Определение количества вещества цинка
Молярная масса цинка (Zn) составляет 65,38 г/моль. Чтобы найти количество вещества цинка, используем формулу:
[ n(Zn) = \frac{m(Zn)}{M(Zn)} ]
где:
- ( n(Zn) ) — количество вещества цинка (в молях),
- ( m(Zn) ) — масса цинка (в граммах),
- ( M(Zn) ) — молярная масса цинка (в г/моль).
Подставим известные значения:
[ n(Zn) = \frac{19,5 \, г}{65,38 \, г/моль} \approx 0,298 \, моль ]
Шаг 2: Определение количества вещества кислорода
Согласно уравнению реакции, на каждые 2 моля цинка приходится 1 моль кислорода (O₂). Значит, количество вещества кислорода будет в 2 раза меньше, чем количество вещества цинка:
[ n(O_2) = \frac{n(Zn)}{2} ]
Подставим значение ( n(Zn) ):
[ n(O_2) = \frac{0,298 \, моль}{2} \approx 0,149 \, моль ]
Шаг 3: Определение массы кислорода
Молярная масса кислорода (O₂) составляет 32,00 г/моль. Чтобы найти массу кислорода, используем формулу:
[ m(O_2) = n(O_2) \cdot M(O_2) ]
где:
- ( m(O_2) ) — масса кислорода (в граммах),
- ( n(O_2) ) — количество вещества кислорода (в молях),
- ( M(O_2) ) — молярная масса кислорода (в г/моль).
Подставим известные значения:
[ m(O_2) = 0,149 \, моль \cdot 32,00 \, г/моль \approx 4,77 \, г ]
Таким образом, ответы на поставленные вопросы:
а) Масса израсходованного кислорода составляет 4,77 г.
б) Количество вещества израсходованного кислорода составляет 0,149 моль.