Смесь железа и цинка обработали избытком раствора щелочи.В результате был собран газ объёмом 5,6 дм3(н.у),а масса нерастворившегося твердого вещества составило 8,4 г. Рассчитайте масовые доли металлов в исходной смеси.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала найдем количество вещества (моль) выделенного газа при н.у.:

V = 5,6 дм3
Температура = 0°C = 273 K
Давление = 1 атм = 101 325 Па

Используем уравнение состояния идеального газа:

PV = nRT

n = PV/RT = (101 325 Па 5,6 дм^3) / (8,314 Дж/(мольК) 273 K) ≈ 0,263 моль

Теперь найдем массу образовавшихся оксидов металлов:

Fe + 2NaOH = Na2FeO2 + H2 ↑
Zn + 2NaOH = Na2ZnO2 + H2 ↑

m(NaFeO2) = 0,263 моль (ИЖ = 56 + 162) = 0,263 моль 88 = 23,144 г
m(NaZnO2) = 0,263 моль (ИЖ = 65 + 162) = 0,263 моль 97 = 25,511 г

Общая масса оксидов Fe и Zn = 23,144 г + 25,511 г = 48,655 г

Найдем массовые доли металлов в исходной смеси:

m(Fe) = 56 г x
m(Zn) = 65 г (1-x)

m(Fe) + m(Zn) = 48,655 г
56x + 65(1-x) = 48,655
56x + 65 - 65x = 48,655
-9x = -16,345
x = 1,816

m(Fe) = 56 г 1,816 ≈ 101,696 г
m(Zn) = 65 г (1-1,816) ≈ 43,304 г

Итак, массовая доля железа в исходной смеси составляет около 65,1%, а массовая доля цинка - около 34,9%.