Какую массовую долю каждого компонента содержит исходная смесь, если 20 г смеси медных и цинковых опилок были

Sladkaya_Babushka

18

Данная задача включает решение химического уравнения и расчет массовой доли каждого компонента в исходной смеси.

1. Сначала мы должны записать химическое уравнение для реакции между медными и цинковыми опилками и соляной кислотой. По условию известно, что образуется газ, поэтому уравнение будет выглядеть следующим образом:

\[
Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2
\]

2. Исходя из уравнения, мы видим, что реакция происходит в соотношении 1 моль цинка к 2 молям соляной кислоты. Также известно, что 4,48 л газа было образовано.

3. Чтобы определить массовую долю каждого компонента в исходной смеси, нам нужно найти количество вещества цинка и меди в смеси. Для этого воспользуемся формулой Авогадро:

\[
n = \frac{V}{V_m}
\]

где \(n\) - количество вещества, \(V\) - объем газа, \(V_m\) - молярный объем (при нормальных условиях равен 22,4 л/моль).

4. Подставим в формулу значения: \(V = 4,48\) л, \(V_m = 22,4\) л/моль.

\[
n = \frac{4,48}{22,4} = 0,2 \text{ моль}
\]

Таким образом, в реакции участвует 0,2 моля цинка.

5. Учитывая соотношение в уравнении реакции, можно сказать, что 1 моль цинка соответствует образованию 1 моля газа \(H_2\). Таким образом, 0,2 моля цинка приводят к образованию 0,2 моля газа \(H_2\).

6. Теперь мы можем вычислить количество вещества меди в смеси. Из условия задачи известно, что суммарная масса смеси равна 20 г, и она содержит 0,2 моля цинка. Чтобы найти массу меди, мы можем использовать молярные массы цинка и меди:

Молярная масса цинка (\(Zn\)) = 65,38 г/моль

Молярная масса меди (\(Cu\)) = 63,55 г/моль

7. Подставим значения в формулу для рассчета массы:

\[
m_{Cu} = m_{total} - m_{Zn} = 20 \, \text{г} - (0,2 \, \text{моль} \times 65,38 \, \text{г/моль}) = 20 \, \text{г} - 13,076 \, \text{г} = 6,924 \, \text{г}
\]

Таким образом, масса меди в смеси составляет 6,924 г.

8. Итак, массовая доля каждого компонента в исходной смеси может быть выражена следующим образом:

Массовая доля цинка (\(Zn\)) = \(\frac{m_{Zn}}{m_{total}} \times 100\% = \frac{0,2 \, \text{моль} \times 65,38 \, \text{г/моль}}{20 \, \text{г}} \times 100\% \approx 6,538\%\)

Массовая доля меди (\(Cu\)) = \(\frac{m_{Cu}}{m_{total}} \times 100\% = \frac{6,924 \, \text{г}}{20 \, \text{г}} \times 100\% \approx 34,62\%\)

Итак, исходная смесь содержит около 6,538% цинка и около 34,62% меди.