Кусочек латуни массой 5,00 г поместили в раствор соляной кислоты. В ходе реакции выделилось 0,70 л водорода. Чему равна массовая доля цинка в сплаве?​

Добрый день!

На данном уроке мы рассмотрим вопрос о массовой доле цинка в сплаве после реакции с соляной кислотой.

Для начала, давайте вспомним некоторые основные понятия. Массовая доля (или массовая долевая концентрация) характеризует содержание определенного вещества в смеси и выражается как отношение массы этого вещества к общей массе смеси, умноженное на 100%. Массовая доля цинка будет равна массе цинка, содержащейся в данном сплаве, деленной на общую массу сплава.

Теперь перейдем к решению задачи. В нашем случае, у нас есть кусочек латуни с массой 5,00 г и раствор соляной кислоты, в результате взаимодействия которых выделилось 0,70 л водорода.

Рассмотрим баланс химической реакции между цинком и соляной кислотой: Zn + 2HCl -> ZnCl2 + H2

Из балансового уравнения видно, что моль цинка вступают в реакцию в соотношении 1:1 с молью соляной кислоты. Это значит, что количество водорода, выделившегося при реакции, пропорционально количеству цинка в исходном сплаве.

Для решения задачи, нам необходимо определить, сколько молей водорода содержится в 0,70 л водорода, используя уравнение состояния идеального газа. Объем идеального газа можно выразить через его мольную концентрацию, используя уравнение состояния газа Ван дер Ваальса: V = nRT/P, где V - объем газа, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах, P - давление.

Однако, для решения данной задачи мы можем использовать идеальное приближение, так как давление водорода не указано, и предположим стандартные условия (температура 298 К и давление 1 атм). В этих условиях универсальная газовая постоянная R равна примерно 0,0821 л*атм/(моль*К).

Теперь, давайте найдем количество молей водорода: n = PV/RT, где P - давление, V - объем, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

Подставляя значения: n = (1 атм * 0,70 л) / (0,0821 л*атм/(моль*К) * 298 К)

Проводя вычисления, получаем: n ≈ 0,027 моль.

Из сбалансированного уравнения реакции, мы знаем, что каждая моль цинка реагирует среди соляной кислоты и образует одну моль водорода. Следовательно, количество молей цинка также равно 0,027 моль.

Теперь мы можем найти массу цинка в сплаве, используя молярную массу цинка. Молярная масса цинка равна около 65,38 г/моль.

Масса цинка в сплаве: масса = количество молей * молярная масса = 0,027 моль * 65,38 г/моль.

Выполняя вычисления, получаем: масса ≈ 1,77 г.

Наконец, чтобы найти массовую долю цинка в сплаве, мы делим массу цинка на общую массу сплава и умножаем на 100%: массовая доля = (масса цинка / общая масса сплава) * 100%.

Подставляя значения, получаем: массовая доля ≈ (1,77 г / 5,00 г) * 100% ≈ 35,4%.

Таким образом, массовая доля цинка в данном сплаве составляет примерно 35,4%.

Надеюсь, эта подробная и обстоятельная информация помогла вам понять решение данной задачи. Если у вас остались вопросы, не стесняйтесь задавать их.