Номер 5, страница 130 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 27. Сплавы. Глава 2. Общие свойства металлов - номер 5, страница 130.

Условие.

5. При обработке образца сплава меди с цинком массой 13 г избытком соляной кислоты выделилось 2,24 л водорода (н. у.). Определите состав сплава.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(\text{сплава}) = 13 \text{ г}$
$V(\text{H}_2) = 2.24 \text{ л}$ (н. у.)

Найти:

$\omega(\text{Cu}) - ?$

$\omega(\text{Zn}) - ?$

Решение:

Сплав состоит из меди (Cu) и цинка (Zn). При обработке избытком соляной кислоты (HCl) в реакцию вступает только цинк, так как медь в электрохимическом ряду напряжений металлов стоит после водорода и не вытесняет его из кислот (кроме концентрированных кислот-окислителей).

1. Уравнение реакции цинка с соляной кислотой:

$Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2 \uparrow$

2. Найдем количество вещества (в молях) выделившегося водорода. При нормальных условиях (н. у.) молярный объем любого газа ($V_m$) равен 22,4 л/моль.

$n(H_2) = \frac{V(H_2)}{V_m} = \frac{2.24 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 0.1 \text{ моль}$

3. Согласно уравнению реакции, из 1 моль цинка образуется 1 моль водорода. Следовательно, их количества вещества соотносятся как 1:1.

$n(Zn) = n(H_2) = 0.1 \text{ моль}$

4. Вычислим массу цинка в сплаве, зная его количество вещества и молярную массу. Молярная масса цинка $M(Zn) \approx 65$ г/моль.

$m(Zn) = n(Zn) \cdot M(Zn) = 0.1 \text{ моль} \cdot 65 \text{ г/моль} = 6.5 \text{ г}$

5. Теперь можно найти массу меди в сплаве, вычитая массу цинка из общей массы сплава.

$m(Cu) = m(\text{сплава}) - m(Zn) = 13 \text{ г} - 6.5 \text{ г} = 6.5 \text{ г}$

6. Определим состав сплава, то есть массовые доли меди и цинка.

Массовая доля цинка $(\omega(Zn))$:

$\omega(Zn) = \frac{m(Zn)}{m(\text{сплава})} \cdot 100\% = \frac{6.5 \text{ г}}{13 \text{ г}} \cdot 100\% = 0.5 \cdot 100\% = 50\%$

Массовая доля меди $(\omega(Cu))$:

$\omega(Cu) = \frac{m(Cu)}{m(\text{сплава})} \cdot 100\% = \frac{6.5 \text{ г}}{13 \text{ г}} \cdot 100\% = 0.5 \cdot 100\% = 50\%$

Ответ: Массовая доля цинка в сплаве составляет 50%, массовая доля меди - 50%.