Задание 4. Решите задачу. Сплав меди и цинка массой 18,4 г обработали соляной кислотой. В ходе реакции выделилось 4,48 л водорода. Вычислите массовые доли меди и цинка в сплаве.

Дано:

• m(сплава) = 18,4 г
• V(H₂) = 4,48 л

Найти:

• w(Cu) - ?
• w(Zn) - ?

Решение:

Цинк реагирует с соляной кислотой, а медь не реагирует.

$$Zn + 2HCl = ZnCl_2 + H_2$$

1. Найдем количество вещества выделившегося водорода:

$$n(H_2) = \frac{V(H_2)}{V_m} = \frac{4,48 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,2 \text{ моль}$$

2. Определим количество вещества цинка, прореагировавшего с кислотой. Согласно уравнению реакции, количество вещества цинка равно количеству вещества водорода:

$$n(Zn) = n(H_2) = 0,2 \text{ моль}$$

3. Найдем массу цинка:

$$m(Zn) = n(Zn) \cdot M(Zn) = 0,2 \text{ моль} \cdot 65 \text{ г/моль} = 13 \text{ г}$$

4. Найдем массу меди:

$$m(Cu) = m(сплава) - m(Zn) = 18,4 \text{ г} - 13 \text{ г} = 5,4 \text{ г}$$

5. Найдем массовую долю цинка в сплаве:

$$w(Zn) = \frac{m(Zn)}{m(сплава)} \cdot 100\% = \frac{13 \text{ г}}{18,4 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 70,65\%$$

6. Найдем массовую долю меди в сплаве:

$$w(Cu) = \frac{m(Cu)}{m(сплава)} \cdot 100\% = \frac{5,4 \text{ г}}{18,4 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 29,35\%$$

Ответ: Массовая доля цинка в сплаве составляет примерно 70,65%, массовая доля меди - примерно 29,35%.