Каковы массовые доли алюминия и цинка в сплаве после растворения 2 г алюминиево-цинкового сплава в растворе щелочи

Для решения этой задачи нам понадобится использовать химические уравнения реакций, молярные массы элементов и законы сохранения массы и объема.

1. Сначала определим химическую реакцию, которая происходит при растворении сплава в растворе щелочи и выделении водорода. В данном случае, реакцией будет распад сплава на его составляющие:
\[\text{Al}_{x}\text{Zn}_{y} + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{H}_{2}\uparrow + \text{Na}_{2}\text{ZnO}_{2} + \text{NaAlO}_{2}\]
где \(x\) и \(y\) - молярные доли алюминия и цинка в сплаве соответственно.

2. Затем, используя молярные массы алюминия и цинка, найдем количество вещества каждого из элементов в реагентах. Молярная масса алюминия (\(\text{Al}\)) равна 26,98 г/моль, а молярная масса цинка (\(\text{Zn}\)) равна 65,38 г/моль.
Масса алюминия (\(m_{\text{Al}}\)) в сплаве равна 2 г.

\[\text{Количество вещества алюминия} (n_{\text{Al}}) = \frac{m_{\text{Al}}}{\text{Молярная масса алюминия}}\]
\[n_{\text{Al}} = \frac{2}{26,98} \approx 0,0741 \text{ моль}\]

3. Далее, найдем количество вещества цинка (\(n_{\text{Zn}}\)) в сплаве, используя закон сохранения массы и объема реакций. Так как количества вещества всех элементов должны быть одинаковыми в реакциях, то количество вещества цинка в растворе щелочи будет таким же, как и количество вещества выделенного водорода.

\[n_{\text{Zn}} = n_{\text{H}_2} = \frac{\text{Объем выделенного водорода (н.у.)}}{\text{Молярный объем газа (н.у.)}}\]
Молярный объем газа (н.у.) составляет 22,4 л/моль.

\[n_{\text{Zn}} = \frac{1,904}{22,4} \approx 0,085 \text{ моль}\]

4. Найдем массу цинка в сплаве (\(m_{\text{Zn}}\)) с использованием количества вещества цинка и молярной массы цинка:

\[m_{\text{Zn}} = n_{\text{Zn}} \times \text{Молярная масса цинка} = 0,085 \times 65,38 \approx 5,56 \text{ г}\]

5. Наконец, найдем массовую долю алюминия и цинка в сплаве:

Массовая доля алюминия (\(X_{\text{Al}}\)) вычисляется как отношение массы алюминия к общей массе сплава:
\[X_{\text{Al}} = \frac{m_{\text{Al}}}{m_{\text{Al}} + m_{\text{Zn}}} \times 100\%\]
\[X_{\text{Al}} = \frac{2}{2+5,56} \times 100\% \approx 26,47\%\]

Массовая доля цинка (\(X_{\text{Zn}}\)) вычисляется аналогично:
\[X_{\text{Zn}} = \frac{m_{\text{Zn}}}{m_{\text{Al}} + m_{\text{Zn}}} \times 100\%\]
\[X_{\text{Zn}} = \frac{5,56}{2+5,56} \times 100\% \approx 73,53\%\]

Таким образом, массовые доли алюминия и цинка в сплаве после растворения составляют примерно 26,47% и 73,53% соответственно.