В закрытой емкости смешали 0,224 л (н.у.) хлора с двумя газами, полученными: первый - путем воздействия 7,15 г цинка

Амелия

37

Для решения данной задачи необходимо выяснить, какие газы образовались при химических реакциях и расчитать их объемы. После этого можно определить, какие кислоты могут быть образованы и рассчитать их массовую долю.

Первое действие - воздействие цинка на серную кислоту. В результате этой реакции образуется сероводород (H₂S) и вода (H₂O). Химическое уравнение для данной реакции выглядит следующим образом:

Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂O + H₂S

Строим баланс уравнения:

Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂O + H₂S

1 моль Zn реагирует с 1 молью H₂SO₄ и образует 1 моль ZnSO₄, 1 моль H₂O и 1 моль H₂S.

По таблице Менделеева молярная масса цинка (Zn) составляет 65,38 г/моль, молярная масса серной кислоты (H₂SO₄) - 98,09 г/моль.

Теперь можем рассчитать количество прореагировавшего цинка. Масса цинка (m) задана в условии и равна 7,15 г, поэтому количество вещества цинка (n) можно найти по формуле:

n = m/M,

где М - молярная масса цинка. Подставляем значения:

n = 7,15 г / 65,38 г/моль ≈ 0,109 моль.

Так как цинк исчерпался полностью, это количество молей цинка по отношению к серной кислоте и газу H₂S.

Таким образом, объем газа H₂S можно найти, используя уравнение Клапейрона:

V = n · V₀,

где V₀ - молярный объем газа при нормальных условиях (н.у.), равный 22,4 л/моль.

V = 0,109 моль · 22,4 л/моль ≈ 2,44 л.

По условию, объем газовой смеси равен 0,224 л. Таким образом, объем второго газа (который образуется при разложении хлората калия) можно найти, вычитая объем H₂S из общего объема:

V₂ = 0,224 л - 2,44 л = -2,216 л.

На самом деле, значения объемов газов должны быть положительными. Такое отрицательное значение объема V₂ означает, что второй газ является абсорбционным газом и растворяется в воде. Следовательно, вторым газом является хлор (Cl₂).

Теперь, чтобы определить, какую кислоту получили в результате реакции, нам нужно рассмотреть образование хлора. Хлор образуется из хлората калия (KClO₃) по следующему уравнению:

2KClO₃ → 2KCl + 3O₂

Массовая доля кислоты в растворе может быть рассчитана по формуле:

массовая доля кислоты = (масса кислоты / масса раствора) * 100%.

Масса раствора можно найти, сложив массы всех компонентов. Масса кислоты (HCl) будет равна массе хлора (Cl₂), так как они взаимодействуют по уравнению:

H₂O + Cl₂ → 2HCl.

По таблице Менделеева молярная масса хлора (Cl₂) составляет 70,90 г/моль.

Теперь рассчитаем массу кислоты и массу раствора:

масса кислоты = молярная масса Cl₂ * количество молей Cl₂,
масса раствора = масса хлора + масса H₂S + масса Cl₂.

Подставляем значения:

масса кислоты = 70,90 г/моль * 0,109 моль ≈ 7,72 г,
масса раствора = 7,15 г + 2,441 г + 70,90 г ≈ 80,49 г.

Теперь, чтобы найти массовую долю кислоты в растворе, используем формулу:

массовая доля кислоты = (7,72 г / 80,49 г) * 100% ≈ 9,59%.

Таким образом, получили, что массовая доля этой кислоты в растворе составляет около 9,59%.