13. Раствором разбавленной серной кислоты обработали 32,5г. латунных стружек (сплав меди и цинка). Выделился газ объёмом 2,24л. (н.у.). Определите массовую долю цинка в сплаве.

Решение:

Латунь — это сплав меди (Cu) и цинка (Zn). Разбавленная серная кислота реагирует только с цинком:

\( \text{Zn} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{ZnSO}_4 + \text{H}_2 \uparrow \)

Медь (Cu) с разбавленной серной кислотой не реагирует.

1. Определим количество вещества выделившегося водорода \( \text{H}_2 \) (н.у. — нормальные условия, молярный объем газа = 22,4 л/моль):

\( n(\text{H}_2) = \frac{V(\text{H}_2)}{V_m} = \frac{2.24 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 0.1 \text{ моль} \)

2. По уравнению реакции 1 моль \( \text{H}_2 \) образуется из 1 моль Zn. Значит, количество вещества цинка равно количеству вещества водорода:

\( n(\text{Zn}) = n(\text{H}_2) = 0.1 \text{ моль} \)

3. Рассчитаем молярную массу цинка:

\( M(\text{Zn}) = 65.38 \text{ г/моль} \)

4. Рассчитаем массу цинка в сплаве:

\( m(\text{Zn}) = n(\text{Zn}) \cdot M(\text{Zn}) = 0.1 \text{ моль} \cdot 65.38 \text{ г/моль} = 6.538 \text{ г} \)

5. Рассчитаем массовую долю цинка в сплаве. Масса сплава дана — 32,5 г.

\( w(\text{Zn}) = \frac{m(\text{Zn})}{m(\text{сплава})} \cdot 100\% = \frac{6.538 \text{ г}}{32.5 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 20.15\% \)

Округлим до десятых:

\( w(\text{Zn}) \approx 20.2\% \)

Ответ: 20,2%