Какие массовые доли железа и цинка содержит исходная смесь, если ее обработали избытком раствора щелочи и получили 5,6 дм3 (н.у.) газа, а нерастворившаяся масса твердого вещества составила 8,4 г?
Анна
Для решения этой задачи нам понадобится использовать химические реакции и закон Гей-Люссака. Давайте разберемся пошагово:
1. Сначала найдем количество газа, полученного при взаимодействии исходной смеси с раствором щелочи. Из условия задачи, объем газа составляет 5,6 дм3 (н.у.), где "н.у." обозначает нормальные условия (температура 0°C, давление 1 атмосфера).
2. Занесем данную информацию в химическое уравнение взаимодействия. Предположим, что реакция происходит с образованием газа, поэтому используем общую формулу реакции:
\(х Fe + у Zn + 2KOH -> K_x[Fe(OH)_y] + K_z[Zn(OH)_2] + H_2\)
3. Из реакции видно, что 1 молекула H2 образуется при реакции с 1 молекулой Fe и 1 молекулой Zn. Объем H2 в данной задаче относится к н.у., что означает, что 1 молекула H2 занимает объем 22,4 литра. Так как у нас объем H2 составляет 5,6 дм3, то нам нужно перевести его в литры. Расчет будет следующим:
\(5,6 дм^3 * \frac{1 л}{1000 дм^3} = 0,0056 л\)
4. Теперь мы можем использовать закон Гей-Люссака, который говорит о том, что молекулярные объемы всех газов в реакции пропорциональны их коэффициентам в сбалансированном химическом уравнении. Зная, что H2 образуется из Fe и Zn, мы можем записать пропорцию:
\(\frac{V_{H2}}{V_{Fe}} = \frac{N_{H2}}{N_{Fe}}\)
5. Поскольку у нас задача о массовых долях, нам также понадобится молярная масса элементов. Молярная масса Fe равна примерно 56 г/моль, а молярная масса Zn равна примерно 65 г/моль.
6. Теперь мы можем записать пропорцию для массы:
\(\frac{m_{H2}}{m_{Fe}} = \frac{M_{H2}}{M_{Fe}}\)
7. Используем найденные значения для решения задачи:
\(\frac{0,0056 л}{x} = \frac{1}{56}\), где x - это масса железа в граммах.
\(\frac{0,0056 л}{y} = \frac{1}{65}\), где y - это масса цинка в граммах.
8. Решим уравнения относительно масс:
\(\frac{0,0056 л}{x} = \frac{1}{56} \to x = 56*0,0056 = 0,3136 г\)
\(\frac{0,0056 л}{y} = \frac{1}{65} \to y = 65*0,0056 = 0,364 г\)
Таким образом, массовая доля железа в исходной смеси составляет 0,3136 г, а массовая доля цинка составляет 0,364 г.
1. Сначала найдем количество газа, полученного при взаимодействии исходной смеси с раствором щелочи. Из условия задачи, объем газа составляет 5,6 дм3 (н.у.), где "н.у." обозначает нормальные условия (температура 0°C, давление 1 атмосфера).
2. Занесем данную информацию в химическое уравнение взаимодействия. Предположим, что реакция происходит с образованием газа, поэтому используем общую формулу реакции:
\(х Fe + у Zn + 2KOH -> K_x[Fe(OH)_y] + K_z[Zn(OH)_2] + H_2\)
3. Из реакции видно, что 1 молекула H2 образуется при реакции с 1 молекулой Fe и 1 молекулой Zn. Объем H2 в данной задаче относится к н.у., что означает, что 1 молекула H2 занимает объем 22,4 литра. Так как у нас объем H2 составляет 5,6 дм3, то нам нужно перевести его в литры. Расчет будет следующим:
\(5,6 дм^3 * \frac{1 л}{1000 дм^3} = 0,0056 л\)
4. Теперь мы можем использовать закон Гей-Люссака, который говорит о том, что молекулярные объемы всех газов в реакции пропорциональны их коэффициентам в сбалансированном химическом уравнении. Зная, что H2 образуется из Fe и Zn, мы можем записать пропорцию:
\(\frac{V_{H2}}{V_{Fe}} = \frac{N_{H2}}{N_{Fe}}\)
5. Поскольку у нас задача о массовых долях, нам также понадобится молярная масса элементов. Молярная масса Fe равна примерно 56 г/моль, а молярная масса Zn равна примерно 65 г/моль.
6. Теперь мы можем записать пропорцию для массы:
\(\frac{m_{H2}}{m_{Fe}} = \frac{M_{H2}}{M_{Fe}}\)
7. Используем найденные значения для решения задачи:
\(\frac{0,0056 л}{x} = \frac{1}{56}\), где x - это масса железа в граммах.
\(\frac{0,0056 л}{y} = \frac{1}{65}\), где y - это масса цинка в граммах.
8. Решим уравнения относительно масс:
\(\frac{0,0056 л}{x} = \frac{1}{56} \to x = 56*0,0056 = 0,3136 г\)
\(\frac{0,0056 л}{y} = \frac{1}{65} \to y = 65*0,0056 = 0,364 г\)
Таким образом, массовая доля железа в исходной смеси составляет 0,3136 г, а массовая доля цинка составляет 0,364 г.
Знаешь ответ?