Вопрос школьника
При «растворении» в соляной кислоте 12,9 г сплава, состоящего из меди и цинка, получили 2,24 л водорода (н.у.). Вычислите массовые доли (в процентах) цинка и меди в этом сплаве
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать закон пропорций Лавуазье-Лапласа, который гласит, что массы веществ, вступающих в химическую реакцию, соотносятся между собой простыми числами или их кратными.
Сначала определим количество вещества водорода, полученного при реакции:
n(H2) = V(STP) / Vm(STP) = 2.24 / 0.0224 = 100 моль
Затем найдем количество вещества соляной кислоты, которое было использовано для растворения сплава:
n(HCl) = n(H2) = 100 моль
Так как сплав состоит из меди и цинка, то можно предположить, что массовые доли этих элементов в сплаве равны их массовым долям в полученном растворе. Обозначим массовую долю цинка в сплаве как x, а массовую долю меди как (1-x).
Масса цинка в растворе:
m(Zn) = n(HCl) * M(Zn) = 100 * 65.4 = 6540 г
Масса меди в растворе:
m(Cu) = n(HCl) * M(Cu) = 100 * 63.5 = 6350 г
Тогда массовые доли цинка и меди в сплаве будут равны:
x = m(Zn) / (m(Zn) + m(Cu)) = 6540 / (6540 + 6350) ≈ 0.507
(1-x) = m(Cu) / (m(Zn) + m(Cu)) = 6350 / (6540 + 6350) ≈ 0.493
Ответ: массовая доля цинка в сплаве составляет около 50,7%, а массовая доля меди — около 49,3%.
