Question

Смесь порошков железа и цинка реагирует с 153мл 10%-ного раствора соляной кислоты(р-1,05г/мл).На взаимодействие с такой же массой смеси требуется 40мл 20%-ного раствора гидроксида натрия(р-1,10г/мл) Определите массовую долю железа в смеси. с объяснением пожалуйста!

Answer 1

Zn+2HCl=ZnCl2 + H2
Fe+2HCl=FeCl2+H2
2Zn+2NaOH+2H2O=Na2[Zn(OH)4] +H2

n(NaOH)=40x0,2x1,10/40=0,22 моль
n(HCl)=153x0,1x1.05/36,5=0,44 моль
по коэффицентам получается на 1 уравнение 0.22 моль HCl на 2-ое также 0.22 моль
следовательно на Zn 0.11 и на Fe 0.11 
m(Fe)=56x0.11= 6.16 г
m(Zn)=65х0.11=7.15г
m(смеси)= 13.31 г
w(Fe)=6.16/13.31 x 100% = 46.28%

Answer 2

Для решения задачи необходимо использовать законы сохранения массы и заряда.

Рассмотрим сначала реакцию соляной кислоты с смесью порошков железа и цинка:

Fe + Zn + 2HCl → FeCl2 + ZnCl2 + H2

Можно записать уравнение реакции для расчета количества реагентов и продуктов:

n(HCl) = 0,11,05153/36,5 = 0,449 моль

n(Fe) + n(Zn) = m/M, где m - масса смеси порошков железа и цинка, M - средняя молярная масса смеси. Для упрощения расчетов примем M = 55,8 г/моль, что соответствует молярной массе чистого железа.

n(HCl)/2 = n(Fe)/1 = n(Zn)/1, поскольку в уравнении реакции коэффициенты перед Fe и Zn равны 1.

Из этих уравнений можно выразить n(Fe) и n(Zn) через m:

n(Fe) = m/M * n(HCl)/2 = m/111,6 * 0,449/2 = 0,002*m

n(Zn) = m/M * n(HCl)/2 = m/111,6 * 0,449/2 = 0,002*m

Теперь рассмотрим реакцию смеси порошков железа и цинка с гидроксидом натрия:

Fe + Zn + 2NaOH → Na2FeO2 + Na2ZnO2 + H2O

Аналогично предыдущей реакции записываем уравнение реакции и уравнения для расчета количества реагентов и продуктов:

n(NaOH) = 0,21,140/40 = 0,22 моль

n(Fe) + n(Zn) = m/M

n(NaOH)/2 = n(Fe)/1 = n(Zn)/1

Из этих уравнений можно выразить n(Fe) через m:

n(Fe) = m/M * n(NaOH)/2 = m/111,6 * 0,22/2 = 0,001*m

Таким образом, мы получили два уравнения для количества железа в смеси:

n(Fe) = 0,002*m (из реакции соляной кислоты)

n(Fe) = 0,001*m (из реакции гидроксида натрия)

Из этих уравнений можно получить значение m:

0,002m = 0,001m

m = 0

Это означает, что в реальности смесь порошков железа и цинка не может р