Каковы массовые доли магния и цинка в исходном сплаве, если в соляной кислоте было растворено 24.3 г этого сплава

Для решения этой задачи, нам необходимо использовать знания о реакции металла с кислотой и законе сохранения массы.

Первым шагом будет запись уравнения химической реакции между сплавом и соляной кислотой:

\[Zn_{(s)} + 2HCl_{(aq)} \rightarrow ZnCl_{2(aq)} + H_{2(g)}\]

Из уравнения видно, что одна молекула цинка реагирует с двумя молекулами соляной кислоты, образуя одну молекулу ZnCl₂ и одну молекулу водорода. Теперь мы можем перейти к подсчету массовых долей.

Шаг 1: Рассчитаем количество вещества металла (Zn) в исходном сплаве. Для этого воспользуемся формулой:

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

где \(n_{Zn}\) - количество вещества металла (в молях), \(m_{Zn}\) - масса металла (в граммах), \(M_{Zn}\) - молярная масса металла (в г/моль).

Шаг 2: Рассчитаем количество вещества водорода (H₂) на основе выделившегося объема газа. Используем формулу:

\[n_{H₂} = \frac{V_{H₂}}{V_m}\]

где \(n_{H₂}\) - количество вещества водорода (в молях), \(V_{H₂}\) - объем водорода (в литрах), \(V_m\) - молярный объем (22.4 л/моль при нормальных условиях).

Шаг 3: Рассчитаем количество вещества цинка (ZnCl₂) по уравнению реакции. Видно, что на каждую молекулу цинка приходится одна молекула цинка хлорида. Таким образом, количество вещества цинка будет таким же, как и количество вещества ZnCl₂.

Шаг 4: Рассчитаем массу цинка (Zn) и цинка хлорида (ZnCl₂) на основе количества вещества и их молярных масс:

\[m_{Zn} = n_{Zn} \cdot M_{Zn}\]
\[m_{ZnCl₂} = n_{ZnCl₂} \cdot M_{ZnCl₂}\]

Шаг 5: Наконец, рассчитаем массовые доли каждого элемента в исходном сплаве:

\[X_{Zn} = \frac{m_{Zn}}{m_{sp}} \cdot 100\%\]
\[X_{ZnCl₂} = \frac{m_{ZnCl₂}}{m_{sp}} \cdot 100\%\]

где \(X_{Zn}\) - массовая доля цинка в исходном сплаве, \(X_{ZnCl₂}\) - массовая доля цинка хлорида в исходном сплаве, \(m_{sp}\) - масса исходного сплава.

Теперь, приступим к вычислениям.

1. Рассчитаем количество вещества металла (Zn) в исходном сплаве:

\[n_{Zn} = \frac{24.3 \, г}{65.38 \, г/моль} \approx 0.371 \, моль\]

2. Рассчитаем количество вещества водорода (H₂):

\[n_{H₂} = \frac{11.2 \, л}{22.4 \, л/моль} = 0.5 \, моль\]

3. Количество вещества цинка (ZnCl₂) равно количеству вещества цинка:

\[n_{ZnCl₂} = 0.371 \, моль\]

4. Рассчитаем массу цинка (Zn) и цинка хлорида (ZnCl₂):

\[m_{Zn} = 0.371 \, моль \cdot 65.38 \, г/моль \approx 24.2 \, г\]
\[m_{ZnCl₂} = 0.371 \, моль \cdot 136.29 \, г/моль \approx 50.5 \, г\]

5. Рассчитаем массовые доли каждого элемента в исходном сплаве:

\[X_{Zn} = \frac{24.2 \, г}{24.3 \, г} \cdot 100\% \approx 99.6\%\]
\[X_{ZnCl₂} = \frac{50.5 \, г}{24.3 \, г} \cdot 100\% \approx 207.4\%\]

Таким образом, массовая доля магния и цинка в исходном сплаве составляет приблизительно 99.6% и 207.4% соответственно. Ошибка в расчете массовой доли магния подразумевает, что массовые доли цинка и цинка хлорида указаны неверно или что задача содержит опечатку. Рекомендуется перепроверить исходные данные задачи.