Задача по химии

Для решения задачи необходимо воспользоваться реакцией металла с кислотой:

M + 2HCl = MCl2 + H2↑,

где M - металл (в данном случае медь или цинк), HCl - соляная кислота, MCl2 - хлорид металла (в данном случае медный или цинковый), H2 - водород.

Рассчитаем количество меди и цинка в исходной смеси по их массе:

m(Cu) = x * 200 г, m(Zn) = (1 - x) * 200 г,

где x - массовая доля меди в смеси (массовая доля цинка будет равна 1 - x).

Рассчитаем количество соляной кислоты, которое реагировало с металлами:

n(HCl) = m(HCl) / M(HCl) = 50 г / 36.5 г/моль = 1.37 моль,

где M(HCl) - молярная масса соляной кислоты.

Так как каждый металл реагирует с кислотой в соотношении 1:2, то количество моль хлорида металла будет равно половине количества молей кислоты:

n(MCl2) = 0.5 * n(HCl) = 0.685 моль.

Рассчитаем массу хлорида металла, который образуется в результате реакции:

m(MCl2)

где M(MCl2) - молярная масса хлорида металла (63.55 г/моль для медного и 136.29 г/моль для цинкового).

Массовая доля меди в исходной смеси будет равна:

x = m(CuCl2) / (m(CuCl2) + m(ZnCl2)),

где m(CuCl2) - масса хлорида меди, рассчитанная по формуле выше, m(ZnCl2) - масса хлорида цинка, рассчитанная аналогично:

m(ZnCl2) = n(ZnCl2) * M(ZnCl2),

где n(ZnCl2) = 2 * n(HCl) = 2 * 0.685 моль = 1.37 моль - количество молей хлорида цинка.

Подставляя

m(CuCl2) = n(CuCl2) * M(CuCl2) = 0.685 моль * 63.55 г/моль = 43.46 г, m(ZnCl2) = n(ZnCl2) * M(ZnCl2) = 1.37 моль * 136.29 г/моль = 186.82 г,

х = 43.

Максимальная концентрация соляной кислоты - 37-38%. 47% соляной кислоты НЕ БЫВАЕТ.

Дано: m1 = 200 г m2 = 50 г n1 = 47% Найдем массу кислоты: m2 = n2 * m2 / n1 = 100 г По закону действительности массы исходных веществ до и после реакции совпадают: m1 = m3 + m4 200 = m3 + m4 Найдем массу меди и цинка после реакции: m3 + m4 = m1 + m2 = 300 г По закону относительной массы меди и цинка найдем долю каждого вещества в смеси: m3 : m4 = 0.8 : 0.2 m3 = 0.8 * 300 = 240 г m4 = 0.2 * 300 = 60 г Ответ: массовая доля меди в исходной смеси = 0.8 массовая доля цинка в исходной смеси = 0.2