Имеется смесь цинка и меди массой 20 г.При обработке этой смеси избытком соляной кислоты выделилось 5,6 л газа (н.у). Какова массовая доля каждого метала в смеси?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Найдем количество вещества выделившегося газа:

V = 5,6 л = 0,0056 м^3
n = V/Vm = V/22,4 = 0,0056/22,4 = 0,00025 моль

Так как соляная кислота реагирует со всем цинком и медью, то количество вещества соляной кислоты равно сумме количества цинка и меди:

n(HCl) = n(Zn) + n(Cu)

Запишем уравнения реакций:

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2
Cu + 2HCl = CuCl2 + H2

Исходя из уравнений, один молекула цинка реагирует с двумя молекулами соляной кислоты, что равно 1:2. Аналогично, одна молекула меди реагирует с двумя молекулами соляной кислоты. Получаем систему уравнений:

n(Zn) = 2n(HCl)
n(Cu) = 2n(HCl)

Отсюда:
n(HCl) = n + 2n = 3n,
n(HCl) = 0,00025 моль

Так как цинк реагирует с 2 молями соляной кислоты на 1 моль цинка, то моль кислоты, реагировавшие с цинком, равно:
n(Zn) = 2n = 2*0,00025 =0,0005 моль

Аналогично для меди:
n(Cu) = 2*0,00025 = 0,0005 моль

Найдем массу цинка и меди в данной смеси:
m(Zn) = n(Zn)M(Zn) = 0,000565,4 = 0,0327 г
m(Cu) = n(Cu)M(Cu) = 0,000563,5 = 0,0318 г

Массовая доля цинка:
m(Zn)/m(смесь) 100% = 0,0327/(0,0327+0,0318) 100% = 50,7%

Массовая доля меди:
m(Cu)/m(смесь) 100% = 0,0318/(0,0327+0,0318) 100% = 49,3%

Итак, массовая доля цинка в смеси составляет 50,7%, а меди - 49,3%.