Какова массовая доля цинка в исходной смеси массой 10 г после обработки концентрированным раствором щелочи и выделения

Для решения данной задачи нам необходимо использовать уравнение реакции, а также молярные массы элементов. Начнем с первой части задачи.

1. Рассмотрим уравнение реакции обработки цинка концентрированным раствором щелочи:
\[Zn + 2NaOH \rightarrow Na_2ZnO_2 + H_2O \uparrow\]

2. Согласно уравнению, при взаимодействии 1 моль цинка с 2 молями гидроксида натрия образуется 1 моль гидроксида цинка и выделяется 1 моль воды.

3. По таблице молярных масс находим молярную массу цинка, которая равна 65,38 г/моль.

4. Используя массу цинка в начальной смеси (10 г) и его молярную массу, вычислим количество молей цинка в смеси:
\[N(Zn) = \frac{m(Zn)}{M(Zn)} = \frac{10}{65,38} \approx 0,153 моль\]

5. Так как коэффициенты реакции указывают, что для реакции требуется 1 моль цинка, то моль гидроксида цинка будет также равно 0,153 моль.

6. Зная, что объем газа пропорционален количеству молей, можем вычислить объем газа, выделенного при реакции:
\[V = 2,24 л\]

7. Согласно уравнению реакции, каждая моль гидроксида цинка образует 1 моль воды, таким образом, молярные объемы воды и газа одинаковы.

8. Вычислим количество молей воды, зная, что количество молей газа также равно 0,153:
\[N(H_2O) = 0,153 моль\]

9. Теперь рассчитаем массу воды:
\[m(H_2O) = N(H_2O) \times M(H_2O) = 0,153 \times 18,015 = 2,76 г\]

10. Для вычисления массовой доли цинка в смеси используем следующую формулу:
\[X = \frac{m(Zn)}{m(Zn) + m(H_2O)} \times 100\% = \frac{10}{10 + 2,76} \times 100\% \approx 78,33\%\]

Таким образом, массовая доля цинка в исходной смеси массой 10 г после обработки концентрированным раствором щелочи и выделения 2,24 л газа составляет около 78,33%.

Теперь перейдем ко второй части задачи.

1. Рассмотрим уравнение реакции обработки магния разбавленной серной кислотой:
\[Mg + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2 \uparrow\]

2. Согласно уравнению, при взаимодействии 1 моля магния с 1 молью серной кислоты образуется 1 моль сульфата магния и выделяется 1 моль водорода.

3. По таблице молярных масс находим молярную массу магния, которая равна 24,31 г/моль.

4. Используя массу магния в начальной смеси (6,4 г) и его молярную массу, вычислим количество молей магния в смеси:
\[N(Mg) = \frac{m(Mg)}{M(Mg)} = \frac{6,4}{24,31} \approx 0,264 моль\]

5. Так как коэффициенты реакции указывают, что для реакции требуется 1 моль магния, то моль сульфата магния также равна 0,264.

6. Зная, что объем газа пропорционален количеству молей, можем вычислить объем газа, выделенного при реакции:
\[V = 2,24 л\]

7. Согласно уравнению реакции, каждая моль магния образует 1 моль водорода, таким образом, молярные объемы водорода и газа одинаковы.

8. Вычислим количество молей водорода, зная, что количество молей газа также равно 0,264:
\[N(H_2) = 0,264 моль\]

9. Теперь рассчитаем массу водорода:
\[m(H_2) = N(H_2) \times M(H_2) = 0,264 \times 2,016 = 0,532 г\]

10. Для вычисления массовой доли магния в смеси используем следующую формулу:
\[X = \frac{m(Mg)}{m(Mg) + m(H_2)} \times 100\% = \frac{6,4}{6,4 + 0,532} \times 100\% \approx 92,35\%\]

Таким образом, массовая доля магния в смеси массой 6,4 г после обработки разбавленной серной кислотой и выделения 2,24 л газа составляет около 92,35%.