Какова массовая доля кислоты в растворе, полученном после нагрева смеси из 78 г цинка и 32 г серы без доступа воздуха

Для решения этой задачи, давайте разобьем ее на несколько шагов:

Шаг 1: Найдем количество вещества цинка и серы в смеси до их реакции.

Для этого воспользуемся формулой связи между массой вещества, молекулярной массой и количество вещества:

\[ n = \frac{m}{M} \]

где \( n \) - количество вещества, \( m \) - масса вещества, \( M \) - молекулярная масса вещества.

Молекулярная масса цинка (\( Zn \)) равна 65,38 г/моль, а серы (\( S \)) равна 32,06 г/моль.

Масса цинка в смеси составляет 78 г, поэтому:

\[ n_{Zn} = \frac{78}{65,38} \approx 1,19 \, \text{моль} \]

Масса серы в смеси составляет 32 г, поэтому:

\[ n_{S} = \frac{32}{32,06} \approx 0,998 \, \text{моль} \]

Шаг 2: Определим реакционные соотношения между цинком и серой.

С учетом уравнения реакции нагревания цинка и серы без доступа воздуха:

\[ Zn + S \rightarrow ZnS \]

Мы видим, что стехиометрическое соотношение между цинком и серой в реакции равно 1:1. Это означает, что 1 моль цинка реагирует с 1 молью серы, образуя 1 моль сульфида цинка (\( ZnS \)).

Шаг 3: Вычислим количество вещества сульфида цинка, образовавшегося в результате реакции.

Так как мольное соотношение между цинком и сульфидом цинка равно 1:1, количество вещества сульфида цинка будет таким же, как и количество вещества цинка:

\[ n_{ZnS} = n_{Zn} = 1,19 \, \text{моль} \]

Шаг 4: Рассчитаем молекулярную массу соляной кислоты (\( HCl \)), учитывая, что ее концентрация составляет 36%.

Молярная масса воды (\( H_2O \)) равна 18,02 г/моль, а молярная масса HCl равна 36,5 г/моль. Так как концентрация раствора HCl составляет 36%, это означает, что в 100 г раствора содержится 36 г HCl.

Тогда масса HCl в 365 г 36%-ного раствора может быть вычислена следующим образом:

\[ m_{HCl} = \frac{36}{100} \times 365 \approx 131,4 \, \text{г} \]

Шаг 5: Определим количество вещества HCl в данном растворе.

Используя формулу связи, вычислим количество вещества HCl:

\[ n_{HCl} = \frac{m_{HCl}}{M_{HCl}} \]

где \( M_{HCl} \) - молярная масса HCl.

Подставим значения в формулу:

\[ n_{HCl} = \frac{131,4}{36,5} \approx 3,60 \, \text{моль} \]

Шаг 6: Определим массовую долю кислоты в растворе, полученном после реакции.

Массовая доля кислоты (\( w \)) определяется как отношение массы HCl к массе полученного раствора:

\[ w = \frac{m_{HCl}}{m_{solution}} \times 100\% \]

где \( m_{solution} \) - масса полученного раствора.

Подставим значения:

\[ w = \frac{131,4}{365} \times 100\% \approx 36,05\% \]

Итак, массовая доля кислоты в растворе, полученном после нагрева смеси цинка и серы и растворения ее в 36%-ном растворе соляной кислоты, составляет около 36,05%.