Смесь магниевых и цинковых опилок обработали избытком разбавленной серной кислоты, при этом выделилось 22,4 л. водорода.Если такую же массу смеси обработать избытком раствора гидроксида натрия, то выделится 13,44 л. водорода .Расчитайте массовую долю магния в исходной смеси .Нужно решение.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Найдем количество вещества водорода, выделенного при реакции с серной кислотой:

V = 22,4 л
Температура и давление не указаны, поэтому примем их равными 0°C и 1 атм (стандартные условия).
1 моль водорода при н.у. занимает объем 22,4 л, следовательно, количество вещества водорода:
n(H2) = V/22,4 = 22,4/22,4 = 1 моль

По уравнению реакции узнаем соотношение между массами магния и цинка в реагентах и газа водорода:

Mg + H2SO4 -> MgSO4 + H2
Zn + H2SO4 -> ZnSO4 + H2

Молярные отношения:
n(H2) = n(Mg) = 1 моль
n(Zn) = 0 моль

Теперь найдем количество вещества водорода, выделенного при реакции с гидроксидом натрия:

V = 13,44 л
1 моль водорода занимает объем 22,4 л при н.у., можно использовать этот факт для расчета количества выделенного водорода по этой реакции.

n(H2) = V/22,4 = 13,44/22,4 = 0,6 моль

Теперь рассчитаем соотношение между массой магния и цинка в реагентах и газа водорода для реакции с гидроксидом натрия:

Mg + 2NaOH -> Mg(OH)2 + H2
Zn + 2NaOH -> Zn(OH)2 + H2

m(Zn) = 0,6 моль

Теперь, имея количество моль магния и цинка, можем найти соотношение их масс в исходной смеси. Пусть m(Mg) - масса магния, m(Zn) - масса цинка:

m(Mg) / M(Mg) = n(Mg)
m(Zn) / M(Zn) = n(Zn)

где M - молярная масса соответствующего элемента.

Пусть x - массовая доля магния в смеси, тогда массовая доля цинка будет (1-x). Массовые доли магния и цинка должны равняться массе самой смеси:

xM(Mg) + (1-x)M(Zn) = M(Mg + Zn)

Из уравнения смеси и данных о количестве магния и цинка найдем массовую долю магния в смеси. Подставляем известные данные:

x24 + (1-x)65 = x24 + (1-x)65 = 0.624 + 0.665
24x + 65 - 65x = 14.4 + 39
-41x = -10.6
x ≈ 0.26

Ответ: массовая доля магния в исходной смеси составляет около 26%.