Химия

Сера и цинк реагируют по уравнению

$S + Zn \rightarrow ZnS$.

Устанавливаем вещество, взятое в избытке. Для этого рассчитываем количества серы и цинка:

$\nu (S) = \frac{m(S)}{M(S)}; \nu (S) = \frac{3,2}{32} = 0,1 моль$;
$\nu_{1} (Zn) = \frac{m(Zn)}{M(Zn)}; \nu_{1}(Zn) = \frac{13}{65} = 0,2 моль$.

С 0,1 моль серы прореагирует 0,1 моль цинка. Следовательно, цинк находится в избытке. Расчеты проводим по сере. Определяем количество образовавшегося сульфида. Согласно уравнению реакции

$\nu (ZnS) = \nu(S); \nu (ZnS) = 0,1 моль$.

Нами определено, что в реакцию вступило 0,1 моль цинка, т.е. $\nu_{2}(Zn) = 0,1 моль$. Количество цинка, не вступившего в реакцию, равно разнице количества цинка, взятого для реакции и прореагировавшего:

$\nu (Zn) = \nu_{1}(Zn) - \nu_{2}(Zn); \nu (Zn) = 0,2 - 0,1 = 0,1 моль$.

Соляная кислота будет реагировать с образовавшимся в результате первой реакции сульфидом цинка с выделением газа сероводорода:

$ZnS + 2HCl \rightarrow H_{2}S \uparrow + ZnCl_{2}$.

Определяем количество сероводорода. Согласно уравнению реакции

$\nu (H_{2}S) = \nu (ZnS); \nu(H_{2}S) = 0,1 моль$.

Соляная кислота будет также взаимодействовать с непрореагировавшим цинком с образованием газообразного водорода:

$Zn + 2HCl \rightarrow H_{2} \uparrow + ZnCl_{2}$.

Определяем количество водорода. Из уравнения реакции следует, что

$\nu (H_{2}) = \nu (Zn); \nu (H_{2}) = 0,1 моль$.

Рассчитываем массы сероводорода и водорода:

$m(H_{2}S) = \nu (H_{2}S) \cdot M(H_{2}S); m(H_{2}S) = 0,1 \cdot 34 = 3,4 г$;
$m(H_{2}) = \nu (H_{2}) \cdot M(H_{2}); m(H_{2}) = 0,1 \cdot 2 = 0,2 г$.

Таким образом, газ, образовавшийся при взаимодействии соляной кислоты с сульфидом цинка и цинком, состоит из водорода и сероводорода. Вычисляем его молярную массу:

$M(г) = \frac{m(H_{2}S) + m(H_{2})}{\nu (H_{2}S) + \nu(H_{2})}$;
$M(г) = \frac{3,4 + 0,2}{0,1 + 0,1} = 18 г/моль$.

Находим относительную плотность газа по кислороду:

$D = \frac{M(г)}{M(O_{2})}; D = \frac{18}{32} = 0,5625$.