Реакция цинка с соляной кислотой (HCl) протекает по следующему уравнению:
[ \text{Zn} + 2 \text{HCl} \rightarrow \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2 \uparrow ]
Скорость этой реакции зависит от нескольких факторов, включая концентрацию HCl, температуру, поверхность контакта и чистоту цинка. Вопрос касается влияния концентрации HCl на скорость реакции при комнатной температуре.
Концентрация HCl: В растворах, описанных в вариантах, концентрация HCl варьируется от 1% до 10%. Скорость химической реакции обычно увеличивается с повышением концентрации реагента, поскольку более высокая концентрация приводит к большему числу столкновений между молекулами реагентов. Таким образом, можно ожидать, что реакция будет идти быстрее с более концентрированным раствором HCl.
Кинетика реакции: Для реакции первого порядка по отношению к HCl, скорость реакции пропорциональна концентрации HCl. Это означает, что при увеличении концентрации HCl скорость реакции также увеличивается.
Реальные условия: В реальных условиях, особенно при высоких концентрациях, могут возникнуть дополнительные эффекты, такие как изменение активности и вязкости раствора, которые могут изменять скорость реакции.
Теперь рассмотрим предложенные концентрации HCl:
- 1%-ный раствор HCl: Низкая концентрация, соответственно, меньшая скорость реакции.
- 2%-ный раствор HCl: Увеличенная концентрация по сравнению с 1%-ным раствором, следовательно, более быстрая реакция.
- 3%-ный раствор HCl: Ещё более высокая концентрация, что должно дополнительно увеличить скорость реакции.
- 10%-ный раствор HCl: Значительно более высокая концентрация по сравнению с предыдущими вариантами, что приведет к наибольшей скорости реакции при комнатной температуре.
Таким образом, наибольшая скорость реакции цинка будет наблюдаться с 10%-ным раствором HCl. Это связано с тем, что более высокая концентрация кислоты приводит к большему количеству доступных ионов H(^+), которые взаимодействуют с атомами цинка, ускоряя реакцию. Поэтому правильный ответ – г) 10%-ный раствор HCl.