Нужно полное решение задачи: При растворении 7 грамм технического цинка в избытке разбавленной соляной кислоты выделилось 3, 1 литра (н.у.) водорода. Определите массовую долю примесей в этом образце цинка.

Объяснение:

При растворении 7 грамм технического цинка в избытке разбавленной соляной кислоты выделилось 3,1 литра (н.у.) водорода. Определите массовую долю примесей в этом образце цинка.

Масса  технического  цинка известна  7 г. Объем  водорода  3,1 л

                                                      3,1 л

        Zn   +   2HCl   =   ZnCl2   +  H2↑

      0,138                                       0,138  

Найдем  количество  вещества   водорода  n(H2) = 3,1л : 22,4 л/моль =

0,138  моль.   Таким  образом   и  цинка  вступило  в реакцию 0,138 моль.

Найдем  массу  цинка:  m(Zn) =  65  г/моль  × 0,138 моль = 9,00 г

Получается   рассчитанная  по  объему  водорода  навеска  не меньше   исходной,  а  больше.

Такое  возможно  в  том  случае металл,  входящий  в состав  примесей,  легче, чем  цинк, но достаточно  активный,  чтобы  реагировать  с  соляной  кислотой  с  выделением  водорода.

Таких  металла  два  -  магний  и  алюминий

 Наиболее  вероятно  что  в  состав  сплава   входит  алюминий,  тем более,  что  такие  сплавы  реально  существуют.

Запишем  взаимодействие  алюминия  с раствором  соляной  кислоты:    

                  2Al  +   6HCl    =   2AlCl3   +   3H2↑

Сравним  два  уравнения

                   Zn   +   2HCl   =   ZnCl2   +  H2↑

    Из  1 моль  Zn   при  действии  кислоты  образуется 1 моль H2

    Из  2 моль   Al    при  действии  кислоты  образуется 3 моль H2

   Но  нам  будет  удобнее    приравнять  все  к одному  молю  металла,   поэтому   запишем:  

 Из 1  моль Al    при  действии  кислоты  образуется 1,5  моль H2

 Примем  молярную   массу  цинка  65, г/моль,  а  молярную  массу  алюминия  27 г/моль.

 Примем  количество  цинка  в сплаве   за х   а  количество  алюминия  в  сплаве  за  у

  Теперь   получаем  систему  из  двух  уравнений

    65  х    +   27у =  7    

           х    +   1,5 у  =   0,138  

Решаем  эту  систему  уравнений  относительно  х   и  у;  получаем:

   х = 0,096  моль    у  =  0,028 моль

Находим  массу   цинка  и  алюминия   в составе  сплава:

m(Zn)  = 65 г/моль  × 0,096 = 6,24  г                          

m(Al)=  27 г/моль × 0,028   моль = 0,76 г

ω(Zn)  =  6,24 г : 7,0 г = 0,8914 = 89,14%

ω(Al)  =  0,76 г :  7,0 г=  01086  = 10,86%

Один из решения таков:

1)Первым делом найдем молярную массу вещества, для этого мы умножаем плотность паров в-ва на молярную массу воздуха : 3,93*29=114

Итак, М(в-ва) = 114 г/моль.

2)Найдем массу, которая приходится на углерод: 

Молярную массу в-ва умножим на омега углерода и разделим на 100:

114*84,21:100=96

3) Найдем массу, которая приходится на водород:

Молярную массу вещества умножим на омега водорода и разделим на 100:

114*15,79:100=18

4) Найдем число атомов углерода в в-ве:

Разделим молярную массу углерода в в-ве на молярную массу одного атома:

96:12=8

5) Т.к. молярная масса одного атома водорода = 1 , то число атомов водорода в в-ве будет равным молярной массе водорода в в-ве, то есть 18

6) Искомое в-во : С8Н18  -  алкан.

1 - Запишем уравнение реакции:
 

24 грамма бензола - есть масса теоретическая. Наша задача, рассчитать практическую массу. Как нам это сделать? Очень просто. Нам надо рассчитать количество вещества, бензола, которое образуется по уравнению реакции.

Первое что мы сделаем, это рассчитаем количество вещества ацетилена:

= 18,75л/22,4л/моль = 0,8 моль

Теперь, смотрим на уравнение реакции, что мы видим:

= 0,27 моль

Рассчитываем массу:

= 78г/моль*0,27моль = 21,06 грамм - это мы нашли массу практическую.

Теперь считаем выход:

= 21,06г/24г*100 = 87,5%