Question

Найти массу и массовую долю металлов в слитке, если при обработке 30 г медно-цинкового слитка соляной кислотой выделяется 4,48 л (относительная влажность) водорода.

Answer 1

Дано:

m ( Cu+Zn ) = 30 г

V ( H2 ) = 4,48 л

Найти:

m ( металлов ) - ?

W ( металлов ) - ?

Решение:

n ( H2 ) = 4,48 / 22,4 = 0,2 моль

Zn + 2HCl —> ZnCl2 + H2

n ( Zn ) = 0,2 моль

m = n • M

M ( Zn ) = 65 г/моль

m ( Zn ) = 0,2 • 65 = 13 г

m ( Cu ) = 30 - 13 = 17 г

W ( Zn ) = m ( Zn ) / m ( смеси/сплава )

W ( Zn ) = 13 / 30 = 0,433 или 43,3%

W ( Cu ) = 100% - 43,3 = 56,7%

Ответ:

m ( Zn ) = 13 г

m ( Cu ) = 17 г

W ( Zn ) = 43,3%

W ( Cu ) = 56,7%

Answer 2

Чтобы найти массу и массовую долю металлов в слитке, нужно использовать закон сохранения массы и реакционные соотношения.

Сначала найдем количество вещества водорода, которое выделилось при реакции. Для этого воспользуемся уравнением реакции между соляной кислотой (HCl) и металлами:

2HCl + Zn -> ZnCl2 + H2

Из уравнения видно, что 2 моль HCl соответствуют 1 моль H2. Так как выделилось 4,48 л водорода при относительной влажности, то это объем в стандартных условиях (0°C, 1 атм). Объем 1 моля газа в стандартных условиях составляет 22,4 л, поэтому количество вещества H2 можно найти, разделив объем на 22,4:

n(H2) = 4,48 л / 22,4 л/моль = 0,2 моль H2

Так как коэффициент перед H2 в уравнении реакции равен 1, то количество вещества металла Zn также равно 0,2 моль.

Теперь найдем массу металла Zn. Для этого воспользуемся молярной массой Zn, которая равна 65,38 г/моль:

m(Zn) = n(Zn) * M(Zn) = 0,2 моль * 65,38 г/моль = 13,076 г

Таким образом, масса металла цинка в слитке составляет 13,076 г.

Чтобы найти массу металла меди, нужно вычесть массу цинка из общей массы слитка. Пусть масса меди равна m(Cu):

m(Cu) + m(Zn) = 30 г m(Cu) = 30 г - 13,076 г = 16,924 г

Таким образом, масса металла меди в слитке составляет 16,924 г.

Для нахождения массовой доли металлов в слитке нужно разделить массу каждого металла на общую массу слитка и умножить на 100%:

% массовая доля Zn = (масса Zn / общая масса слитка) * 100% = (13,076 г / 30 г) * 100% ≈ 43,59%

% массовая доля Cu = (масса Cu / общая масса слитка) * 100% = (16,924 г / 30 г) * 100% ≈ 56,41%

Таким образом, массовая доля цинка в слитке составляет около 43,59%, а массовая доля меди - около 56,41%.