Номер 8, страница 13 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

8. Смесь порошков меди и цинка общей массой 19,4 г внесли в соляную кислоту (избыток). В результате реакции выделился газ объемом 4,48 $\text{дм}^3$ (н. у.). Рассчитайте массовую долю меди в исходной смеси.

Дано:

$m_{смеси}(Cu, Zn) = 19,4 \text{ г}$

$V_{газа} = 4,48 \text{ дм}^3 \text{ (н. у.)}$

$m_{смеси} = 19,4 \cdot 10^{-3} \text{ кг}$
$V_{газа} = 4,48 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3$

Найти:

$\omega(Cu) - ?$

Решение:

Из двух металлов, меди (Cu) и цинка (Zn), с соляной кислотой (HCl) будет реагировать только цинк, так как он находится в электрохимическом ряду напряжений металлов левее водорода. Медь стоит правее водорода и с кислотами-неокислителями, как соляная, не взаимодействует.

Уравнение химической реакции:

$Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2 \uparrow$

Газ, выделившийся в результате реакции, — это водород ($H_2$).

1. Рассчитаем количество вещества выделившегося водорода ($n(H_2)$). По условию, объем дан при нормальных условиях (н. у.), где молярный объем любого газа ($V_m$) равен 22,4 дм³/моль.

$n(H_2) = \frac{V(H_2)}{V_m} = \frac{4,48 \text{ дм}^3}{22,4 \text{ дм}^3/\text{моль}} = 0,2 \text{ моль}$

2. По уравнению реакции найдем количество вещества цинка ($n(Zn)$), которое прореагировало. Стехиометрическое соотношение между цинком и водородом равно 1:1.

$n(Zn) = n(H_2) = 0,2 \text{ моль}$

3. Вычислим массу прореагировавшего цинка ($m(Zn)$). Молярная масса цинка $M(Zn)$ составляет 65 г/моль.

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

4. Найдем массу меди ($m(Cu)$) в исходной смеси, зная общую массу смеси и массу цинка.

$m(Cu) = m_{смеси} - m(Zn) = 19,4 \text{ г} - 13,0 \text{ г} = 6,4 \text{ г}$

5. Рассчитаем массовую долю меди ($\omega(Cu)$) в исходной смеси.

$\omega(Cu) = \frac{m(Cu)}{m_{смеси}} \cdot 100\% = \frac{6,4 \text{ г}}{19,4 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 32,99\% \approx 33,0\%$

Ответ: массовая доля меди в исходной смеси составляет 33,0%.