Вопрос: Смесь массой 20 г, состоящую из меди и цинка, обработали избытком разбавленной серной кислоты. В результате был собран газ объемом 5,6 дм3. Как рассчитать массовые доли металлов в исходной смеси?

Химия 11 класс Химические реакции и расчет массовых долей компонентов химия 11 класс смесь меди и цинка разбавленная серная кислота газ объем 5,6 дм3 массовые доли металлов расчет химические реакции стехиометрия анализ смеси химические уравнения Новый

Для решения этой задачи нам необходимо использовать закон сохранения массы и уравнения реакций, которые происходят при взаимодействии меди и цинка с разбавленной серной кислотой.

Шаг 1: Определение реакции

При взаимодействии меди (Cu) и цинка (Zn) с разбавленной серной кислотой (H2SO4) происходят следующие реакции:

• Цинк реагирует с серной кислотой, образуя сульфат цинка и водород:
• Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑
• Медь не реагирует с разбавленной серной кислотой, поэтому ее масса не изменится.

Шаг 2: Определение объема газа

Объем водорода, который был собран в результате реакции, составляет 5,6 дм³. По закону Авогадро, 1 моль газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 дм³. Мы можем рассчитать количество молей водорода:

• Количество молей водорода (H2) = Объем газа / Молярный объем газа
• Количество молей H2 = 5,6 дм³ / 22,4 дм³/моль = 0,25 моль

Шаг 3: Соотношение реагентов

Согласно уравнению реакции, 1 моль цинка реагирует с 1 молем серной кислоты, выделяя 1 моль водорода. Таким образом, 0,25 моль водорода образуется из 0,25 моль цинка:

• Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑
• 0,25 моль Zn → 0,25 моль H2

Шаг 4: Расчет массы цинка

Теперь мы можем рассчитать массу цинка в смеси:

• Молярная масса цинка (Zn) ≈ 65,4 г/моль
• Масса Zn = Количество молей Zn * Молярная масса Zn
• Масса Zn = 0,25 моль * 65,4 г/моль = 16,35 г

Шаг 5: Расчет массы меди

Теперь мы можем найти массу меди в смеси. Известно, что общая масса смеси составляет 20 г:

• Масса Cu = Общая масса смеси - Масса Zn
• Масса Cu = 20 г - 16,35 г = 3,65 г

Шаг 6: Расчет массовых долей металлов

Теперь мы можем рассчитать массовые доли меди и цинка в смеси:

• Массовая доля Cu = (Масса Cu / Общая масса смеси) * 100%
• Массовая доля Cu = (3,65 г / 20 г) * 100% = 18,25%
• Массовая доля Zn = (Масса Zn / Общая масса смеси) * 100%
• Массовая доля Zn = (16,35 г / 20 г) * 100% = 81,75%

Ответ: Массовая доля меди составляет 18,25%, а массовая доля цинка – 81,75%.