Дано:
Масса смеси медных и цинковых стружек (m) = 10 г
Объем выделившегося газа (V) = 1,55 л (н.у.)
Давление и температура нормальных условий: P = 101,325 кПа, T = 273 К
Найти:
Массовую долю меди в исходной смеси.
Решение:
1. Рассчитаем количество выделившегося газа в условиях стандартных температуры и давления:
n = V * P / (R * T), где R - универсальная газовая постоянная = 8,314 Дж/(моль*К)
n = 1,55 л * 101,325 кПа / (8,314 Дж/(моль*К) * 273 К) = 0,0628 моль
2. Рассчитаем количество молей водорода, выделившегося при реакции меди и цинка с соляной кислотой:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑
Cu + 2HCl → CuCl2 + H2↑
1 моль меди соответствует 1 моль водорода
1 моль цинка соответствует 1 моль водорода
Пусть x - количество молей меди, тогда количество молей цинка будет (0,0628 - x). Тогда:
x + (0,0628 - x) = 0,0628 моль
x = 0,0314 моль
3. Рассчитаем массу меди в смеси:
Молярная масса меди = 63,55 г/моль
Масса меди = количество молей * молярную массу = 0,0314 моль * 63,55 г/моль = 1,99 г
4. Рассчитаем массовую долю меди в исходной смеси:
Массовая доля меди = масса меди / масса смеси * 100% = 1,99 г / 10 г * 100% = 19,9%
Ответ:
Массовая доля меди в исходной смеси: 19,9%.