Дано:
Масса смеси цинка, железа и меди = 55 г
Объем выделившегося газа (н.у.) = 20,16 л
Масса нерастворенного вещества = 1 г
Найти:
Массу металлов в смеси.
Решение:
1. Найдем количество молей выделившегося газа (н.у.), используя закон Лавуазье:
По уравнению реакции металл + HCl → металлический хлорид + H₂↑
Из 1 моль металла образуется 1 моль H₂
Таким образом, 1 моль газа H₂ имеет объем 22,4 л при н.у.
Объем H₂ = 20,16 л
Количество молей H₂ = V / 22,4 л/моль = 20,16 л / 22,4 л/моль ≈ 0,9 моль
2. Рассмотрим возможные реакции для каждого металла с HCl:
- Цинк: Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂
- Железо: Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂
- Медь: Cu + 2HCl → нет реакции (медь не реагирует с HCl)
3. Рассчитаем массу цинка и железа:
- Для цинка (Zn): 1 моль Zn порождает 1 моль H₂
Молярная масса Zn ≈ 65 г/моль
Масса цинка = количество молей H₂ * молярная масса Zn = 0,9 моль * 65 г/моль ≈ 58,5 г
- Для железа (Fe): 1 моль Fe порождает 1 моль H₂
Молярная масса Fe ≈ 56 г/моль
Масса железа = количество молей H₂ * молярная масса Fe = 0,9 моль * 56 г/моль ≈ 50,4 г
4. Найдем массу меди:
Масса меди = общая масса смеси - масса цинка - масса железа = 55 г - 58,5 г - 50,4 г ≈ -54 г (отрицательное значение, значит, что медь отсутствует в смеси)
Ответ:
Масса металлов в смеси составляет примерно 108,9 г (цинк и железо).