Вопрос школьника
При растворении в соляной кислоте 25,8 г сплава выделилось 2,24 л водорода (н.у.). Массовые доли меди и цинка (%) в этом сплаве составляют
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать закон пропорций в химии. Согласно этому закону, массовые доли элементов в соединении соотносятся между собой в определенных пропорциях.
Для начала необходимо определить количество вещества водорода, выделившегося при реакции. Для этого воспользуемся уравнением реакции:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Из уравнения видно, что на каждый моль цинка реагируют 2 моля соляной кислоты, и выделяется 1 моль водорода. Следовательно, количество молей водорода можно определить по формуле:
n(H2) = V(H2) / Vm(H2)
где V(H2) — объем выделившегося водорода (2,24 л), Vm(H2) — молярный объем водорода при н.у. (22,4 л/моль).
n(H2) = 2,24 / 22,4 = 0,1 моль
Таким образом, в реакции было использовано 0,1 моль водорода. По закону пропорций можно определить количество молей цинка и меди в сплаве:
n(Zn) = n(H2) / 1 = 0,1 моль
n(Cu) = 25,8 г / M(Cu)
где M(Cu) — молярная масса меди (63,5 г/моль).
n(Cu) = 25,8 / 63,5 = 0,407 моль
Таким образом, в сплаве содержится 0,1 моль цинка и 0,407 моль меди. Массовые доли элементов можно определить по формулам:
m(Zn) = n(Zn) * M(Zn) / m(сплава) * 100%
m(Cu) = n(Cu) * M(Cu) / m(сплава) * 100%
где M(Zn) — молярная масса цинка (65,4 г/моль), m(сплава) — масса сплава (25,8 г).
m(Zn) = 0,1 * 65,4 / 25,8 * 100% = 25,6%
m(Cu) = 0,407 * 63,5 / 25,8 * 100% = 100,2%
Таким образом, массовые доли меди и цинка в сплаве составляют 25,6% и 100,2% соответственно. Однако, сумма массовых долей элементов превышает 100%, что говорит о наличии примесей в сплаве.
