Question

При обработке 19,2 г смеси железа и цинка соляной кислотой выделилось 7,2 л водорода (н.у.). Определить массовые доли железа и цинка в смеси.

Answer 1

Ответ:

Массовая доля цинка: 8,84/19,2*100% = 46%;

Массовая доля железа: 100% - 46% = 54%.

Объяснение:

Zn + 2HCL = ZnCL2 + H2  -----   x

Fe + 2HCL = FeCL2 + H2  -----   0,321-x

n(H2)=7,2/22,4=0,321(Моль);

Пусть n(H2), который выделился в реакции с Zn = x; Тогда n(H2), который выделился в реакции с Fe = 0,321-x;

Тогда: n(Zn)*M(Zn) + n(Fe)*M(Fe) = 19,2;

x*65 + (0,321-x)*56 = 19,2;

x = 0,136(Моль) - химическое количество цинка.

Масса цинка: 65*0,136 = 8,84(г);

Массовая доля цинка: 8,84/19,2*100% = 46%;

Массовая доля железа: 100% - 46% = 54%.

Answer 2

Для определения массовых долей железа и цинка в смеси, сначала нам нужно вычислить количество вещества каждого из элементов в реакции. Затем, зная молярные массы железа и цинка, мы можем рассчитать их массы. Далее, по определению массовой доли элемента в смеси:

Массовая доля элемента = (Масса элемента / Общая масса смеси) * 100%

Давайте последовательно выполним расчеты:

1. Найдем количество вещества водорода, выделившегося при реакции:

Объем водорода (н.у.) = 7,2 л

Для стандартных условий (н.у.), один моль любого газа занимает объем около 22,71 литра. Таким образом, количество молей водорода можно найти следующим образом:

Моль водорода = Объем водорода (н.у.) / Объем одного моля (н.у.) ≈ 7,2 л / 22,71 л/моль ≈ 0,317 моль

2. Согласно сбалансированной реакции, 1 моль цинка (Zn) реагирует с 2 молями соляной кислоты (HCl) и образует 1 моль водорода и 1 моль цинка:

Zn + 2HCl -> ZnCl2 + H2

Это означает, что количество молей цинка равно количеству молей водорода:

Моль цинка = Моль водорода ≈ 0,317 моль

3. Массовая доля элемента в смеси рассчитывается как отношение массы элемента к общей массе смеси:

Массовая доля цинка = (Масса цинка / Общая масса смеси) * 100%

Массовая доля железа = (Масса железа / Общая масса смеси) * 100%

4. Массовые массы железа и цинка найдем из их количества вещества и молярных масс:

Масса цинка = Моль цинка * Молярная масса цинка Масса железа = Моль железа * Молярная масса железа

Молярные массы элементов (по данным на 2021 год): Молярная масса цинка (Zn) ≈ 65,38 г/моль Молярная масса железа (Fe) ≈ 55,85 г/моль

Теперь, давайте выполним расчеты:

Масса цинка ≈ 0,317 моль * 65,38 г/моль ≈ 20,1 г Масса железа ≈ 0,317 моль * 55,85 г/моль ≈ 17,7 г

Теперь, рассчитаем массовые доли каждого элемента:

Массовая доля цинка = (20,1 г / (20,1 г + 17,7 г)) * 100% ≈ 53,19% Массовая доля железа = (17,7 г / (20,1 г + 17,7 г)) * 100% ≈ 46,81%

Итак, массовая доля цинка в смеси составляет около 53,19%, а массовая доля железа составляет около 46,81%.