Какова массовая доля меди в сплаве массой 200 г, состоящем из магния и меди, при избытке раствора серной кислоты

Хорошо, давайте решим данную задачу шаг за шагом.

1. Нам дан сплав, состоящий из магния и меди. Нам необходимо найти массовую долю меди в этом сплаве.

2. В условии задачи сказано, что сплав обрабатывается избытком раствора серной кислоты. Это означает, что серная кислота реагирует и расщепляется на водород и серу.

3. Мы также знаем, что объем выделившегося водорода составляет 134,4 дм3.

4. Во-первых, определим количество вещества водорода, используя уравнение химической реакции. Из уравнения:

\[H_2SO_4 + Mg \rightarrow MgSO_4 + H_2\]

видно, что на каждый моль магния требуется 1 моль водорода. Следовательно, количество молей водорода равно количеству молей магния.

5. Чтобы найти количество молей водорода, мы воспользуемся законом Авогадро, который говорит, что молекулярные объемы газов пропорциональны их количеству молей при одинаковых условиях температуры и давления. Поэтому:

\[V = n \cdot V_m\]

где \(V\) - объем водорода, \(n\) - количество молей водорода, \(V_m\) - молярный объем.

Молярный объем водорода при нормальных условиях (температура 0°C, давление 1 атм) составляет 22,4 л/моль.

Подставим известные значения:

\[n = \frac{V}{V_m} = \frac{134,4}{22,4} = 6\]

Таким образом, количество молей водорода равно 6.

6. Поскольку стехиометрическое соотношение между медью и магнием в соединении MgSO_4 равно 1:1, то количество молей меди также равно 6.

7. Теперь мы можем вычислить молярные массы меди и магния. Молярная масса меди (Cu) равна 63,55 г/моль, а молярная масса магния (Mg) равна 24,31 г/моль.

8. Для вычисления массовой доли меди в сплаве, мы используем следующую формулу:

\[Массовая \: доля \: Cu = \frac{Масса \: Cu}{Масса \: сплава} \cdot 100%\]

Масса меди равна количеству молей меди, умноженному на ее молярную массу:

\[Масса \: Cu = n_{Cu} \cdot M_{Cu} = 6 \cdot 63,55 = 381,3 \: г\]

Масса сплава указана в условии задачи и составляет 200 г.

Подставим значения в формулу:

\[Массовая \: доля \: Cu = \frac{381,3}{200} \cdot 100% = 190,65%\]

Таким образом, массовая доля меди в данном сплаве составляет 190,65%.