дано:
- объем выделившегося газа при обработке гидроксидом калия = 2,24 дм3
- объем хлора для полного хлорирования = 8,96 дм3
найти:
- массовую долю меди в образце
решение:
1. Определим, какой газ выделяется при реакции стружек цинка и меди с избытком раствора гидроксида калия. При взаимодействии цинка с гидроксидом калия выделяется водород:
Zn + 2KOH → K2Zn(OH)4 + H2↑
По уравнению видно, что на 1 моль цинка выделяется 1 моль водорода.
2. Рассчитаем количество молей выделившегося водорода, используя закон Бойля-Мариотта:
V = n * Vm, где V — объем газа, Vm = 22,4 дм3/моль (при н.у.).
n(H2) = V / Vm = 2,24 дм3 / 22,4 дм3/моль = 0,1 моль.
3. Соответственно, количество молей цинка в образце:
n(Zn) = n(H2) = 0,1 моль.
4. Теперь рассмотрим реакцию хлорирования меди. Медь реагирует с хлором по следующему уравнению:
2Cu + Cl2 → 2CuCl
5. Рассчитаем количество молей хлора, необходимое для реакции:
n(Cl2) = V / Vm = 8,96 дм3 / 22,4 дм3/моль = 0,4 моль.
6. Поскольку на 2 моли меди требуется 1 моль хлора, количество молей меди, которое прореагировало:
n(Cu) = 2 * n(Cl2) = 2 * 0,4 моль = 0,8 моль.
7. Теперь мы можем вычислить массу меди и цинка:
- Молярная масса цинка (Zn) = 65,38 г/моль.
- Масса цинка: m(Zn) = n(Zn) * M(Zn) = 0,1 моль * 65,38 г/моль = 6,538 г.
- Молярная масса меди (Cu) = 63,55 г/моль.
- Масса меди: m(Cu) = n(Cu) * M(Cu) = 0,8 моль * 63,55 г/моль = 50,84 г.
8. Общая масса образца:
m(образца) = m(Zn) + m(Cu) = 6,538 г + 50,84 г = 57,378 г.
9. Рассчитаем массовую долю меди в образце:
массовая доля Cu = (m(Cu) / m(образца)) * 100% = (50,84 г / 57,378 г) * 100% ≈ 88,61%.
ответ:
Массовая доля меди в образце составляет приблизительно 88,61%.