Question

На смесь меди и цинка массой 40 г обработали разбавленной серной кислотой. При этом выделился газ объёмом 8,96 л (н.у.). Вычислите массовые доли (%) металлов в исходной смеси.​

Answer 1

Ответ: 35%; 65%

Дано:

m(см.) = 40 г

V(H2) = 8.96 л

ω(Cu)-?

ω(Zn)-?

Объяснение:

M(Cu) = 64 г/моль

M(Zn) = 65 г/моль

n(H2) = V/Vm = 8,96 л/22,4 л/моль = 0,4 моль

С разб. серной к-той будет реагировать только цинк, составим УХР и вычислим массу цинка, а затем вычислим  массовые доли цинка и меди.

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑

Из УХР видно, что n(Zn)=n(H2)

n(Zn) = 0.4 моль

m(Zn) = n*M = 0,4 моль*65 г/моль = 26 г

ω(Zn) = m(Zn)/m(см.) = 26 г/40 г = 0,65, или 65%

ω(Сu) = 100% - ω(Zn) = 100% - 65% = 35%

Ответ: 35%; 65%

Answer 2

Для решения этой задачи, мы можем использовать закон сохранения массы и закон Дальтона для газов. Сначала определим, какой газ выделился при реакции.

Сначала найдем молекулярную массу газа, который выделился. Это будет водород (H2), так как серная кислота реагирует с медью и цинком, выделяя водородный газ.

Молекулярная масса H2 = 2 г/моль.

Теперь мы можем использовать закон Дальтона, чтобы определить количество молей водорода, выделившегося при реакции. Закон Дальтона гласит, что при смешивании газов при постоянной температуре и давлении общее давление равно сумме давлений каждого газа.

P_total = P_H2

P_total - давление водорода (которое мы знаем) = 1 атмосфера P_H2 - давление водорода

Теперь мы можем использовать закон идеальных газов для определения количества молей водорода:

PV = nRT

Где: P - давление (в атмосферах) V - объем (в литрах) n - количество молей R - универсальная газовая постоянная (0.0821 L * атмосфера / (моль * К)) T - температура (в Кельвинах)

Подставим известные значения: P_H2 = 1 атмосфера V = 8.96 л R = 0.0821 L * атмосфера / (моль * К) T (н.у.) = 273 K (нормальные условия)

1 * 8.96 = n * 0.0821 * 273

Решая для n, получаем: n = (1 * 8.96) / (0.0821 * 273) ≈ 0.399 моль H2

Теперь мы знаем количество молей водорода, и мы знаем, что водород образовался из серной кислоты в результате реакции с медью и цинком. Молярная масса H2SO4 (серной кислоты) составляет 98 г/моль (2 г молекулы H + 32 г молекулы S + 64 г молекулы O). Таким образом, 0.399 моль H2 соответствуют 0.399 моль H2SO4.

Теперь определим массу H2SO4, которая была в исходной смеси:

Масса H2SO4 = 0.399 моль * 98 г/моль = 39.202 г

Теперь мы можем найти массу меди и цинка в исходной смеси, зная, что суммарная масса смеси составляет 40 г:

Масса меди и цинка = 40 г - 39.202 г = 0.798 г

Теперь вычислим массовые доли меди и цинка в исходной смеси:

Массовая доля меди = (масса меди / масса исходной смеси) * 100% Массовая доля цинка = (масса цинка / масса исходной смеси) * 100%

Масса меди и цинка в смеси равномерно распределена, поэтому можно сказать, что масса меди и масса цинка равны. Давайте найдем массовую долю каждого из них:

Массовая доля меди = (0.798 г / 40 г) * 100% ≈ 1.995% Массовая доля цинка = (0.798 г / 40 г) * 100% ≈ 1.995%

Итак, массовая доля меди и цинка в исходной смеси составляет около 1.995% для каждого металла.