Как можно вычислить массовые доли (%) компонентов латуни — сплава меди с цинком, если известно, что при реакции этого сплава с соляной кислотой выделился водород объемом 0,561 л, а для хлорирования такой же массы сплава потребовалось 1,035 л хлора (н.у.)?

Химия 11 класс Анализ сплавов и определение их состава массовая доля латуни сплав меди с цинком расчет массовой доли химические реакции водород объем хлорирование сплава химия 11 класс Новый

Для вычисления массовых долей компонентов латуни, то есть меди и цинка, мы можем использовать данные о реакции с соляной кислотой и хлором. Давайте разберем процесс шаг за шагом.

Шаг 1: Определение количества вещества водорода

Для начала найдем количество вещества водорода, выделившегося при реакции с соляной кислотой. Мы знаем, что 1 моль газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 л. Поэтому количество вещества водорода можно вычислить по формуле:

• n(H2) = V(H2) / V(1 моль) = 0,561 л / 22,4 л/моль.

Вычислим:

• n(H2) = 0,561 / 22,4 ≈ 0,025 моль.

Шаг 2: Определение количества вещества хлора

Теперь найдем количество вещества хлора, использованного для хлорирования. Аналогично, используя объем хлора:

• n(Cl2) = V(Cl2) / V(1 моль) = 1,035 л / 22,4 л/моль.

Вычислим:

• n(Cl2) = 1,035 / 22,4 ≈ 0,046 моль.

Шаг 3: Определение соотношения компонентов в латуни

Теперь нужно учесть, что в реакции с соляной кислотой медь (Cu) не реагирует, а цинк (Zn) реагирует с образованием водорода. Уравнение реакции выглядит так:

• Zn + 2 HCl → ZnCl2 + H2.

Из уравнения видно, что 1 моль цинка дает 1 моль водорода. Следовательно, количество вещества цинка равно количеству вещества водорода:

• n(Zn) = n(H2) = 0,025 моль.

Теперь перейдем к реакции с хлором. Уравнение реакции выглядит так:

• Zn + Cl2 → ZnCl2.

Из этого уравнения видно, что 1 моль цинка реагирует с 1 моль хлора. Значит, количество вещества цинка также равно количеству вещества хлора:

• n(Zn) = n(Cl2) = 0,046 моль.

Шаг 4: Вычисление массовых долей

Теперь у нас есть два уравнения для количества вещества цинка, но они не совпадают. Это указывает на то, что в сплаве присутствует и медь. Для дальнейших расчетов мы можем использовать молекулярные массы:

• Молярная масса Cu = 63,5 г/моль.
• Молярная масса Zn = 65,4 г/моль.

Обозначим массу сплава как m. Тогда:

• m(Zn) = n(Zn) * М(Zn) = 0,025 моль * 65,4 г/моль = 1,635 г.
• m(Cu) = m - m(Zn) = m - 1,635 г.

Теперь мы можем найти массовые доли:

• Массовая доля Zn = (m(Zn) / m) * 100%.
• Массовая доля Cu = (m(Cu) / m) * 100%.

Подставив значения, мы можем вычислить массовые доли компонентов в латуни. Если известна общая масса сплава, то подставьте это значение в формулы для расчета.

Таким образом, мы можем определить массовые доли меди и цинка в латуни на основе данных о выделившемся водороде и потребленном хлоре.