Какова массовая доля меди в изначальной смеси, состоящей из порошка меди и цинка общей массой 19,4 г, если после

Zagadochnyy_Peyzazh

22

Давайте решим эту задачу пошагово.

Шаг 1: Вспомним химическую реакцию между цинком и соляной кислотой. Реакция между металлом и кислотой приводит к образованию газа в результате, который можно использовать для определения массовой доли металла в исходной смеси.

С реакцией цинка (Zn) с соляной кислотой (HCl) получается хлорид цинка (ZnCl2) и образуется водород (H2) в соотношении 1:1. Таким образом, уравнение реакции будет выглядеть следующим образом:

\[Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl2 + H2\]

Шаг 2: Найдем количество молей образовавшегося водорода (H2).

Известно, что объем газа пропорционален количеству молей газа. Так как у нас есть объем газа, можно использовать это знание, чтобы определить количество молей водорода:

По уравнению реакции видно, что каждая молекула водорода (H2) образуется при взаимодействии одной молекулы цинка (Zn) с двумя молекулами соляной кислоты (HCl).

Из стехиометрии реакции следует, что количество молей H2 будет равно количеству молей цинка (Zn), так как они образуются в равных количествах.

Шаг 3: Посчитаем количество молей цинка (Zn) и водорода (H2).

Молярная масса цинка (Zn) составляет около 65 г/моль, а молярная масса водорода (H2) составляет около 2 г/моль.

Давайте обозначим количество молей цинка (Zn) как n(Zn) и количество молей водорода (H2) как n(H2).

Масса цинка (Zn) равна массе исходной смеси минус масса образовавшегося водорода (H2):

\[m(Zn) = m_{\text{смеси}} - m(H2)\]

Шаг 4: Найдем массу образовавшегося водорода (H2) с использованием его объема.

Сначала нам нужно привести объем газа от реакции к стандартным условиям (нормальным условиям температуры и давления - НУТД).

Объем газа под стандартными условиями можно вычислить с использованием уравнения состояния идеального газа:

\[PV = nRT\]

где P, V, n, R и T - соответственно давление, объем, количество молей, универсальная газовая постоянная и температура.

Подставим данные в формулу:

\[4,48 \, \text{дм}^3 \cdot P = n(H2) \cdot R \cdot T\]

Обратим внимание на то, что давление и температура газа не меняются, так как газ находится в одной и той же системе до и после реакции.

Шаг 5: Рассчитаем количество молей водорода (H2) по формуле:

\[n(H2) = \frac{{4,48 \, \text{дм}^3 \cdot P}}{{R \cdot T}}\]

Шаг 6: Теперь мы можем найти количество молей цинка (Zn) исходя из стехиометрии реакции:

\[n(Zn) = n(H2)\]

Шаг 7: Рассчитаем массу исходной смеси:

\[m_{\text{смеси}} = m(Zn) + m(H2)\]

Шаг 8: Наконец, мы можем рассчитать массовую долю меди (Cu) в изначальной смеси, используя массу меди (Cu) и массу исходной смеси:

\[x_{\text{меди}} = \frac{{m_{\text{меди}}}}{{m_{\text{смеси}}}} \times 100\%\]

Где x_меди - массовая доля меди в изначальной смеси.

Теперь давайте произведем необходимые расчеты. У меня есть пара вопросов:

1. Какое давление вы хотите использовать для расчета объема водорода?
2. Какая температура будет использована для расчета объема водорода?
3. Известна ли масса меди (Cu) в исходной смеси? Если да, то какая?