Каковы массовые доли меди и цинка в исходной смеси, если при обработке избытком соляной кислоты было получено 4,48

Для решения этой задачи, давайте воспользуемся химической реакцией между медью и цинком с соляной кислотой:

\[ \text{Cu} + \text{Zn} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{CuCl}_2 + \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2 \]

В этой реакции между одним атомом меди (Cu) и одним атомом цинка (Zn) теряется два атома хлора (2HCl) и образуется медный хлорид (CuCl2), цинковый хлорид (ZnCl2) и водород (H2).

Из данной задачи мы знаем, что объем газа (H2) составляет 4,48 литра (н.п.) (нормальных условиях, т.е. при нормальной температуре и давлении). Также мы знаем, что соляная кислота (HCl) вступает в реакцию в избытке, поэтому она полностью реагирует с цинком и медью.

Теперь давайте установим соотношение между объемом водорода (H2) и массой меди (Cu) и цинка (Zn), зная их относительные атомные массы:

- Атомная масса меди (Cu) равна примерно 63,546 г/моль
- Атомная масса цинка (Zn) равна примерно 65,38 г/моль

Теперь посчитаем количество вещества водорода (H2) по формуле:

\[ n(H_2) = \frac{V(H_2)}{V_m} \]

где \(V(H_2)\) - объем водорода, \(V_m\) - молярный объем газа (22,4 л/моль).

Подставив значения, получим:

\[ n(H_2) = \frac{4,48}{22,4} \approx 0,2 \]

Теперь, с учетом стехиометрии реакции, видно, что одна моль водорода (H2) соответствует одной моли меди (Cu). Следовательно, количество вещества меди (Cu) также составляет 0,2 моль.

Теперь определим количество вещества цинка (Zn): так как медь (Cu) и цинк (Zn) вступают в реакцию в соотношении 1:1, количество вещества цинка (Zn) также составляет 0,2 моль.

Наконец, можно вычислить массовые доли меди (Cu) и цинка (Zn) в исходной смеси:

Массовая доля меди (Cu) = \(\frac{{\text{Масса меди (Cu)}}}{{\text{Сумма масс меди (Cu) и цинка (Zn)}}}\)

Массовая доля цинка (Zn) = \(\frac{{\text{Масса цинка (Zn)}}}{{\text{Сумма масс меди (Cu) и цинка (Zn)}}}\)

Однако нам неизвестны массы меди (Cu) и цинка (Zn), поэтому мы не можем рассчитать конкретные значения массовых долей. Тем не менее, мы можем выразить массовые доли относительно друг друга:

Массовая доля меди (Cu) = \(\frac{{0,2 \times \text{Масса меди (Cu)}}}{{0,2 \times \text{Масса меди (Cu)} + 0,2 \times \text{Масса цинка (Zn)}}}\)

Массовая доля цинка (Zn) = \(\frac{{0,2 \times \text{Масса цинка (Zn)}}}{{0,2 \times \text{Масса меди (Cu)} + 0,2 \times \text{Масса цинка (Zn)}}}\)

Таким образом, чтобы решить задачу и найти массовые доли меди и цинка, нам необходимо знать массы меди и цинка в исходной смеси.