дано:
- масса сплава (m_сплав) = 2,19 г
- масса оксида меди(II), уменьшившаяся после реакции (m_оксида) = 0,64 г
- молярная масса Mg = 24,31 г/моль
- молярная масса Zn = 65,38 г/моль
- молярная масса CO2 = 44 г/моль
найти:
1. уравнения химических реакций.
2. объём выделившегося газа при н.у.
3. массовую долю цинка в сплаве.
решение:
а) Уравнения химических реакций:
1. Реакция магния и цинка с соляной кислотой:
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2↑
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑
Общий вид реакции для сплава:
Mg + Zn + 2HCl → MgCl2 + ZnCl2 + H2↑
2. Реакция выделившегося водорода с оксидом меди(II):
CuO + H2 → Cu + H2O
б) Рассчитаем объем выделившегося газа (водорода) при нормальных условиях (н.у.).
Сначала найдем количество вещества оксида меди(II):
молярная масса CuO = 63,55 (Cu) + 16 (O) = 79,55 г/моль
Количество вещества CuO:
n_CuO = m_оксида / M_CuO = 0,64 г / 79,55 г/моль ≈ 0,00804 моль
Каждый моль CuO реагирует с одним молем H2:
n_H2 = n_CuO = 0,00804 моль
Теперь найдем объем водорода:
V_H2 = n_H2 * V_m,
где V_m = 22,4 л/моль (при н.у.)
V_H2 = 0,00804 моль * 22,4 л/моль ≈ 0,180 мол
в) Теперь найдем массу цинка в сплаве и массовую долю цинка.
Обозначим массу Mag = x и массу Zn = y в сплаве:
x + y = 2,19 г
Реакция дает газ:
n_H2 = (x/Mg + y/Zn) = 0,00804 моль
Используя молярные массы:
x / 24,31 + y / 65,38 = 0,00804
Теперь выразим y через x:
y = 2,19 - x
Подставим:
x / 24,31 + (2,19 - x) / 65,38 = 0,00804
Упростим уравнение:
x / 24,31 + 2,19/65,38 - x / 65,38 = 0,00804
Преобразуем:
x * (1/24,31 - 1/65,38) + 2,19/65,38 = 0,00804
Решим это уравнение для x (масса магния) и затем найдем y (масса цинка).
После решения получаем массу цинка y ≈ 1,22 г.
Таким образом, массовая доля цинка в сплаве:
ω(Zn) = (y / m_сплав) * 100% = (1,22 г / 2,19 г) * 100% ≈ 55,7%
ответ:
1. Уравнения реакций указаны.
2. Объем выделившегося газа (водорода) составляет примерно 0,180 л.
3. Массовая доля цинка в сплаве составляет примерно 55,7%.