Дано:
m_общ = 40 г
V_водорода = 13,44 л
m_{Cu} - масса меди
m_{Fe} - масса железа
m_{Cu} + m_{Fe} = m_общ
Найти: массовую долю меди в смеси
Решение:
1. Найдем количество вещества водорода:
n = V / V_m = 13,44 / 0,0224 = 600 моль
2. Составим уравнение реакции:
Fe + H2SO4 -> FeSO4 + H2
Cu + H2SO4 -> CuSO4 + H2
3. Найдем массу меди и железа, соответствующую выделенному водороду:
n_{H2} = n_{Cu} = n_{Fe} = 600 моль
m_{H2} = n_{H2} * M_{H2} = 600 * 2 = 1200 г
m_{CuSO4} = n_{Cu} * M_{CuSO4} = 600 * (63,5 + 32 + 4*16) = 600 * 160,5 = 96300 г
m_{FeSO4} = n_{Fe} * M_{FeSO4} = 600 * (56 + 32 + 4*16) = 600 * 152 = 91200 г
4. Найдем массу меди и железа в смеси:
m_{Cu} + m_{Fe} = m_{CuSO4} + m_{FeSO4} = 96300 + 91200 = 187500 г
5. Рассчитаем массовую долю меди в смеси:
X_{Cu} = (m_{Cu} / m_{общ}) * 100% = (96300 / 187500) * 100% ≈ 51,2%
Ответ: массовая доля меди в смеси составляет около 51,2%.