Номер 14, страница 165 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

14. При растворении технического цинка в избытке разбавленной соляной кислоты выделилось 3,1 л водорода (н. у.). Определите массовую долю примесей в этом образце цинка.

Примечание: В условии задачи отсутствует масса исходного образца технического цинка. Без этой величины невозможно найти массовую долю примесей. Типовые варианты этой задачи предполагают массу образца равной 10 г. Дальнейшее решение основано на этом предположении.

$V(H_2) = 3,1 \text{ л}$ (н. у.)

$m_{образца} = 10 \text{ г}$ (предположение)

$V_m = 22,4 \text{ л/моль}$

$\omega(\text{примесей}) - ?$

Запишем уравнение реакции растворения цинка в соляной кислоте. Предполагаем, что примеси, содержащиеся в техническом цинке, не реагируют с соляной кислотой с выделением водорода.

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

1. Найдем количество вещества (моль) выделившегося водорода. Объем водорода дан при нормальных условиях (н. у.), поэтому используем молярный объем газа $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$:

$n(H_2) = \frac{V(H_2)}{V_m} = \frac{3,1 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} \approx 0,1384 \text{ моль}$

2. По уравнению реакции, из 1 моль цинка образуется 1 моль водорода. Следовательно, количество вещества цинка, вступившего в реакцию, равно количеству вещества выделившегося водорода:

$n(Zn) = n(H_2) \approx 0,1384 \text{ моль}$

3. Вычислим массу чистого цинка, который прореагировал. Молярная масса цинка $M(Zn) \approx 65 \text{ г/моль}$:

$m(Zn) = n(Zn) \cdot M(Zn) \approx 0,1384 \text{ моль} \cdot 65 \text{ г/моль} \approx 8,996 \text{ г}$

4. Теперь можно найти массу примесей в образце. Она равна разности между общей массой образца технического цинка и массой чистого цинка:

$m(\text{примесей}) = m_{образца} - m(Zn) = 10 \text{ г} - 8,996 \text{ г} = 1,004 \text{ г}$

5. Определим массовую долю примесей в образце. Массовая доля ($\omega$) - это отношение массы компонента к общей массе смеси, выраженное в процентах:

$\omega(\text{примесей}) = \frac{m(\text{примесей})}{m_{образца}} \cdot 100\% = \frac{1,004 \text{ г}}{10 \text{ г}} \cdot 100\% = 10,04\%$

Ответ: массовая доля примесей в образце цинка составляет 10,04%.