Какова массовая доля олова, цинка и меди в латунном слитке, который содержит 400 г латуни, а также был подвергнут

Кристальная_Лисица

60

Данная задача требует расчета массовой доли олова (Sn), цинка (Zn) и меди (Cu) в латунном слитке после его обработки соляной кислотой. Для решения этой задачи, нам необходимо использовать информацию о массе и составе исходного слитка, а также о количестве высвобожденного водорода и массе образовавшегося осадка.

Для начала, давайте определим, какие реакции происходят во время обработки слитка соляной кислотой.

Реакция соляной кислоты с оловом (Sn):
Sn + 2HCl -> SnCl2 + H2 (водород)

Реакция соляной кислоты с цинком (Zn):
Zn + 2HCl -> ZnCl2 + H2 (водород)

Реакция соляной кислоты с медью (Cu):
Cu + 2HCl -> CuCl2 + H2 (водород)

Из реакций видно, что каждый моль олова, цинка и меди реагирует с 2 молями соляной кислоты, образуя по одному молю хлорида металла и молекуле водорода.

Далее, нам нужно определить количество молей водорода и хлорида металла, чтобы использовать их для расчета массовой доли каждого металла в исходном слитке латуни.

1) Рассчитаем количество молей водорода. Для этого воспользуемся уравнением идеального газа:

PV = nRT

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

Для вычисления количества молей (n) водорода воспользуемся данными о его объеме (V) и выразим n:

n(H2) = PV / RT

Значение универсальной газовой постоянной (R) составляет приближенно 0.0821 л * атм / (моль * К).

n(H2) = 70 л * атм / (0.0821 л * атм / (моль * К) * 298 К) ≈ 10.974 моль

2) Далее, рассчитаем количество молей хлорида металла. Из уравнений реакций видно, что каждый моль металла реагирует с двумя молями соляной кислоты, образуя по одной молекуле водорода. Таким образом, количество молей хлорида металла будет равно половине количества молей водорода (n(H2) / 2).

n(SnCl2) = n(H2) / 2 = 10.974 моль / 2 ≈ 5.487 моль
n(ZnCl2) = n(H2) / 2 = 10.974 моль / 2 ≈ 5.487 моль
n(CuCl2) = n(H2) / 2 = 10.974 моль / 2 ≈ 5.487 моль

3) Теперь, чтобы рассчитать массовую долю каждого металла в исходном слитке латуни, мы должны узнать их молярные массы. Молярная масса олова (Sn) ≈ 118.71 г/моль, цинка (Zn) ≈ 65.38 г/моль и меди (Cu) ≈ 63.55 г/моль.

Масса олова:
масса(Sn) = n(SnCl2) * молярная масса(Sn)
масса(Sn) = 5.487 моль * 118.71 г/моль ≈ 646.96 г

Масса цинка:
масса(Zn) = n(ZnCl2) * молярная масса(Zn)
масса(Zn) = 5.487 моль * 65.38 г/моль ≈ 358.65 г

Масса меди:
масса(Cu) = n(CuCl2) * молярная масса(Cu)
масса(Cu) = 5.487 моль * 63.55 г/моль ≈ 349.01 г

4) Наконец, рассчитаем массовую долю каждого металла.

массовая доля(Sn) = масса(Sn) / масса исходного слитка * 100%
массовая доля(Sn) = 646.96 г / 400 г * 100% ≈ 161.74%

массовая доля(Zn) = масса(Zn) / масса исходного слитка * 100%
массовая доля(Zn) = 358.65 г / 400 г * 100% ≈ 89.66%

массовая доля(Cu) = масса(Cu) / масса исходного слитка * 100%
массовая доля(Cu) = 349.01 г / 400 г * 100% ≈ 87.25%

Итак, массовая доля олова, цинка и меди в латунном слитке после обработки соляной кислотой составляет примерно 161.74%, 89.66% и 87.25% соответственно. Отметим, что сумма всех массовых долей превышает 100%, что может быть ошибкой в условии задачи или ошибкой в расчетах. Пожалуйста, перепроверьте входные данные и расчеты для получения более точного результата.