Какое количество водорода выделяется при обработке слитка избытком 500 мг соляной кислоты, если массовая доля легкого

Чтобы решить эту задачу, нам нужно использовать знания о реакциях металлов с кислотами и определить необходимое количество водорода, которое выделяется при обработке указанного слитка массой 500 мг соляной кислотой.

Шаг 1: Определение химической реакции между металлом и кислотой.
В данном случае указано, что слиток состоит из сплава алюминия и цинка. При обработке слитка кислотой, происходит реакция между металлом и кислотой:

\[\text{Металл} + \text{Кислота} \rightarrow \text{Соль металла} + \text{Водород}\]

Шаг 2: Расчет массы металла в слитке.
Массовая доля легкого металла (сумма алюминия и цинка) составляет 0,4, значит, масса металла в слитке можно найти, используя следующую формулу:

\[\text{Масса металла} = \text{Масса слитка} \times \text{Массовая доля легкого металла}\]

Подставим известные значения в формулу. Масса слитка составляет 500 мг, а массовая доля легкого металла составляет 0,4:

\[\text{Масса металла} = 500 \, \text{мг} \times 0,4\]

Вычисляем:

\[\text{Масса металла} = 200 \, \text{мг}\]

Шаг 3: Расчет количества водорода, выделяющегося при реакции.
Для расчета количества водорода, выделяющегося при реакции, нам необходимо знать молярную массу металла, молярную массу водорода и соотношение между металлом и водородом в реакции.

Молярная масса алюминия (Al) составляет около 27 г/моль, а молярная масса цинка (Zn) примерно равна 65 г/моль. Молярная масса водорода (H) равна 1 г/моль.

Согласно химической реакции, каждый атом металла взаимодействует с двумя молекулами кислоты, образуя соль металла и выделяя один молекулу водорода. Таким образом, соотношение между металлом и водородом равно 1:1.

Шаг 4: Подсчет количества водорода.
Сначала определим количество вещества металла. Для этого необходимо поделить массу металла на его молярную массу:

\[\text{Количество вещества металла} = \frac{\text{Масса металла}}{\text{Молярная масса металла}}\]

Для алюминия (Al) имеем:

\[\text{Количество вещества алюминия} = \frac{200 \, \text{мг}}{27 \, \text{г/моль}}\]

Вычисляем:

\[\text{Количество вещества алюминия} \approx 0,00741 \, \text{моль}\]

Для цинка (Zn) имеем:

\[\text{Количество вещества цинка} = \frac{200 \, \text{мг}}{65 \, \text{г/моль}}\]

Вычисляем:

\[\text{Количество вещества цинка} \approx 0,00308 \, \text{моль}\]

Так как соотношение между металлом и водородом в реакции составляет 1:1, количество вещества водорода, выделяющегося при реакции, будет равно наименьшему из полученных количеств вещества металла. В данном случае это количество вещества цинка.

Шаг 5: Преобразование количества вещества цинка в массу водорода.
Для расчета массы водорода, выделяющегося при реакции, умножим количество вещества цинка на его молярную массу:

\[\text{Масса водорода} = \text{Количество вещества цинка} \times \text{Молярная масса водорода}\]

Подставим известные значения в формулу. Молярная масса цинка составляет 65 г/моль, а количество вещества цинка равно 0,00308 моль. Молярная масса водорода равна 1 г/моль:

\[\text{Масса водорода} = 0,00308 \, \text{моль} \times 1 \, \text{г/моль}\]

Вычисляем:

\[\text{Масса водорода} \approx 0,00308 \, \text{г}\]

Значит, при обработке слитка избытком 500 мг соляной кислоты выделяется около 0,00308 г водорода.