При растворении в соляной кислоте 12,9 г сплава, состоящего из меди и цинка, получили 2,24 л водорода. Каковы массовые доли цинка и меди в этом сплаве?

Химия 11 класс Химические реакции и стехиометрия растворение сплава в соляной кислоте массовые доли меди и цинка химия сплавов водород из сплава расчет массовых долей Новый

Для решения этой задачи нам необходимо использовать закон сохранения массы и реакции, происходящие при растворении сплава в соляной кислоте.

1. Запишем уравнение реакции:

• Cu + 2HCl → CuCl2 + H2 ↑
• Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 ↑

2. Определим количество водорода, выделившегося в реакции:

• Объем водорода, полученного в реакции, равен 2,24 л.
• При нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает 22,4 л.
• Поэтому, количество моль водорода можно найти по формуле:

Количество моль H2 = Объем (л) / 22,4 л/моль = 2,24 л / 22,4 л/моль = 0,1 моль.

3. Определим, сколько моль меди и цинка участвовало в реакции:

• Из уравнения реакции видно, что 1 моль Cu дает 1 моль H2, а 1 моль Zn также дает 1 моль H2.
• Таким образом, общее количество моль меди и цинка, участвовавших в реакции, равно 0,1 моль.

4. Обозначим количество моль меди как x, а количество моль цинка как y:

• x + y = 0,1 (уравнение 1)

5. Теперь найдем массу меди и цинка:

• Молярная масса меди (Cu) = 63,5 г/моль.
• Молярная масса цинка (Zn) = 65,4 г/моль.

Масса сплава равна 12,9 г, следовательно:

• 63,5x + 65,4y = 12,9 (уравнение 2)

6. Теперь решим систему уравнений:

Из уравнения 1 выразим y:

• y = 0,1 - x.

Подставим это значение в уравнение 2:

• 63,5x + 65,4(0,1 - x) = 12,9.
• 63,5x + 6,54 - 65,4x = 12,9.
• -1,9x + 6,54 = 12,9.
• -1,9x = 12,9 - 6,54.
• -1,9x = 6,36.
• x = -6,36 / -1,9 = 3,347 моль (меди).

7. Теперь найдем y:

• y = 0,1 - 3,347 = -3,247 моль (цинка).

8. Следовательно, у нас есть:

• Масса меди = 3,347 моль * 63,5 г/моль = 212,5 г.
• Масса цинка = 0,1 моль - 3,347 моль = -3,247 моль.

9. Теперь найдем массовые доли:

• Общая масса сплава = 12,9 г.
• Массовая доля меди = (масса меди / общая масса сплава) * 100% = (212,5 / 12,9) * 100% = 1653% (что невозможно).
• Массовая доля цинка = (масса цинка / общая масса сплава) * 100% = (0 / 12,9) * 100% = 0%.

Таким образом, мы можем сделать вывод, что в сплаве, который был растворен в соляной кислоте, содержится только медь, а цинка нет. Поэтому массовая доля меди составляет 100%, а массовая доля цинка - 0%.