Определи массовую долю (%) цинка в исходной смеси. Навеску смеси порошков цинка и хрома массой 4 г обработали холодным концентрированным раствором азотной кислоты. Объём выделившегося при этом оксида азота (IV) составил 2,24 л (в пересчете на н.у.).

Результат запиши с точностью до сотых.

Для решения этой задачи нам необходимо использовать массовую долю. Массовая доля (массовый процент) выражает отношение массы определенного вещества к общей массе смеси, умноженное на 100%.

Чтобы найти массовую долю цинка в исходной смеси, мы сначала должны определить массу цинка в исходной смеси, а затем разделить его на общую массу смеси и умножить на 100%.

1. Найдем количество вещества оксида азота (IV) в системе:

Используем идеальный газовый закон, чтобы выразить количество вещества оксида азота (IV):

n = V/22.4,

где n - количество вещества в молях, V - объем газа в литрах.

Подставляем значения:

n = 2.24 / 22.4 = 0.1 моль

2. Найдем количество вещества азотной кислоты в системе:

Рассмотрим уравнение реакции:

Zn + 4HNO3 -> Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O,

где Zn - цинк, HNO3 - азотная кислота, Zn(NO3)2 - нитрат цинка, NO2 - оксид азота(IV), H2O - вода.

Отсюда видно, что для реакции необходимо 4 моля азотной кислоты, чтобы реагировать с 1 молью цинка. Поэтому для реакции с 0.1 молью цинка нам понадобится:

n(HNO3) = 4 * 0.1 = 0.4 моль

3. Найдем массу азотной кислоты:

Масса азотной кислоты равна произведению ее молярной массы на количество вещества:

m(HNO3) = n(HNO3) * M(HNO3),

где m(HNO3) - масса азотной кислоты в граммах, n(HNO3) - количество вещества азотной кислоты в молях, M(HNO3) - молярная масса азотной кислоты (HNO3).

Молярная масса азотной кислоты равна сумме масс атомов в молекуле:

M(HNO3) = 1*1 + 14*1 + 16*3 = 63 г/моль.

Подставляем значения:

m(HNO3) = 0.4 * 63 = 25.2 г

4. Найдем массу цинка:

Исходное количество цинка равно разности массы смеси и массы азотной кислоты:

m(Zn) = m(смеси) - m(HNO3),

где m(Zn) - масса цинка в граммах, m(смеси) - масса смеси в граммах, m(HNO3) - масса азотной кислоты в граммах.

Дано, что масса навески смеси равна 4 г, поэтому:

m(смеси) = 4 г.

Подставляем значения:

m(Zn) = 4 г - 25.2 г = -21.2 г

Масса цинка получилась отрицательной, что невозможно. Это значит, что мы сделали ошибку где-то в решении или в условии задачи. Пожалуйста, убедитесь, что условие задачи правильно записано, и перепроверьте решение.