Какова массовая доля цинка в растворе, полученном при растворении 10 г технического цинка в избытке разбавленной

Хорошо, давайте решим эту задачу пошагово.

1. Вначале посмотрим на заданные данные. У нас есть 10 г технического цинка. Обозначим это значение как \( m_{Zn} \).
2. Также нам известно, что при реакции было выделено 3,1 л (н. у.) водорода. Обозначим его объем \( V_H \).
3. Для решения задачи, нам необходимо найти массовую долю цинка в полученном растворе. Обозначим ее как \( x_{Zn} \).

Теперь перейдем к решению задачи.

4. Найдем количество вещества цинка, используя его молярную массу. Молярная масса цинка равна 65,38 г/моль. Поэтому количество вещества цинка будет равно:
\[
n_{Zn} = \frac{{m_{Zn}}}{{M_{Zn}}}
\]
\[
n_{Zn} = \frac{{10}}{{65,38}}
\]

5. Зная количество вещества цинка, мы можем использовать уравнение реакции, чтобы определить количество вещества водорода, которое соответствует данному количеству цинка. Из уравнения реакции известно, что на каждый моль цинка образуется один моль водорода. Поэтому количество вещества водорода будет равно также \( n_{Zn} \).
6. Переведем объем водорода из литров в моль, используя уравнение состояния идеального газа. Объем молекулярного газа можно найти с помощью формулы:
\[
V = n \cdot V_m
\]
где \( V \) - объем газа, \( n \) - количество вещества газа, \( V_m \) - молярный объем газа при нормальных условиях (22,4 л/моль).

Таким образом,
\[
V_H = n_{H_2} \cdot V_m
\]
\[
n_{H_2} = \frac{{V_H}}{{V_m}} \quad \text{(1 моль газа при н.у. = 22,4 л)}
\]

7. Зная количество вещества водорода \( n_{H_2} \), мы можем найти количество вещества соли цинка, которая образуется в процессе реакции.
8. Поскольку мы знаем, что цинк растворяется в избытке соляной кислоты, считаем, что вся масса цинка растворилась и реагировала с кислотой. Следовательно, количество вещества соли цинка будет таким же, как количество вещества цинка.
9. Теперь найдем массу раствора. Поскольку масса раствора равна массе цинка (10 г) плюс массе соли цинка, то:
\[
m_{solution} = m_{Zn} + m_{ZnCl_2}
\]
где \( m_{ZnCl_2} \) - масса соли цинка.
10. Массовая доля цинка в растворе определяется как отношение массы цинка к общей массе раствора:
\[
x_{Zn} = \frac{{m_{Zn}}}{{m_{solution}}}
\]

Теперь мы можем записать окончательное решение задачи.

11. Найдем \( n_{Zn} \) используя формулу:
\[
n_{Zn} = \frac{{10}}{{65,38}}
\]
12. Используя формулу \( V_H = n_{H_2} \cdot V_m \), найдем \( n_{H_2} \):
\[
n_{H_2} = \frac{{3,1}}{{22,4}}
\]
13. Так как цинк растворяется в избытке соляной кислоты, количество вещества соли цинка будет таким же, как количество вещества цинка:
\[
n_{ZnCl_2} = n_{Zn}
\]
14. Найдем массу раствора:
\[
m_{solution} = m_{Zn} + m_{ZnCl_2}
\]
15. Наконец, найдем массовую долю цинка в растворе:
\[
x_{Zn} = \frac{{m_{Zn}}}{{m_{solution}}}
\]

Таким образом, мы получаем подробное решение задачи с пошаговым объяснением. Остается только подставить значения в соответствующие формулы и провести вычисления.