19. При взаимодействии 46 г смеси порошков алюминия и цинка с раствором соляной кислоты выделился газ объемом 28 л (н.у.) . Определите массовые доли металлов в смеси.

• Дано:
  • m(смеси) = 46 г (Al и Zn)
  • V(H2) = 28 л (н.у.)
• Найти: w(Al), w(Zn)
• Решение:

1. Запишем уравнения реакций:
• 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑
• Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑
2. Обозначим:
• Пусть масса алюминия в смеси равна x г, тогда масса цинка будет (46 - x) г.
• Количество вещества алюминия: n(Al) = x / 27 моль.
• Количество вещества цинка: n(Zn) = (46 - x) / 65 моль.
• Объем водорода, выделившегося из алюминия: V(H2)_Al = (3/2) * n(Al) * 22.4 = (3/2) * (x/27) * 22.4 = (1.5 * x * 22.4) / 27 л.
• Объем водорода, выделившегося из цинка: V(H2)_Zn = n(Zn) * 22.4 = ((46 - x) / 65) * 22.4 л.
• Общий объем водорода: V(H2)_Al + V(H2)_Zn = 28 л.
3. Составим и решим уравнение:
• (1.5 * x * 22.4) / 27 + ((46 - x) * 22.4) / 65 = 28
• Упростим, разделив обе части на 22.4:
• (1.5 * x) / 27 + (46 - x) / 65 = 28 / 22.4
• 0.0556x + 0.0154(46 - x) = 1.25
• 0.0556x + 0.7084 - 0.0154x = 1.25
• 0.0402x = 1.25 - 0.7084
• 0.0402x = 0.5416
• x = 0.5416 / 0.0402 ≈ 13.47 г (масса Al)
4. Рассчитаем массу цинка:
• m(Zn) = 46 г - 13,47 г = 32,53 г.
5. Рассчитаем массовые доли:
• w(Al) = m(Al) / m(смеси) = 13,47 г / 46 г ≈ 0.2928 = 29.28%
• w(Zn) = m(Zn) / m(смеси) = 32,53 г / 46 г ≈ 0.7072 = 70.72%

Ответ: Массовая доля алюминия ≈ 29.28%, массовая доля цинка ≈ 70.72%.