Каковы массовые доли олова, цинка и меди в 400 г латуни, подвергнутой воздействию соляной кислотой в заводской

Для решения этой задачи мы будем использовать принцип сохранения массы. Давайте рассмотрим химическую реакцию между соляной кислотой и латунью:

$$\text{CuZn}+4\text{HCl}\to {\text{CuCl}}_2+{\text{ZnCl}}_2+2{\text{H}}_2$$

Из уравнения можно видеть, что латунь (CuZn) реагирует с соляной кислотой (HCl) и образует хлорид меди (CuCl2), хлорид цинка (ZnCl2) и молекулярный водород (H2).

Мы знаем, что в результате реакции выделилось 70 литров водорода при нормальных условиях. При нормальных условиях, 1 моль газа занимает примерно 22,4 литра объема. Таким образом, 70 литров водорода составляют примерно:

$$70\text{л}\cdot \left(\frac{1\text{моль}}{22,4\text{л}}\right)=3,125\text{моль}$$

На основе этого, мы можем рассчитать массу водорода. Молярная масса водорода (H2) составляет около 2 г/моль. Таким образом, масса водорода равна:

$$3,125\text{моль}\cdot 2\text{г/моль}=6,25\text{г}$$

Кроме того, нам известна масса образовавшегося не растворимого осадка, которая составляет 160 г.

Чтобы найти массовые доли олова, цинка и меди в латуни, необходимо вычислить массу каждого элемента.

Пусть $m_{\text{Cu}}$, $m_{\text{Zn}}$ и $m_{\text{осадок}}$ будут массами меди, цинка и образовавшегося осадка соответственно.

Из уравнения реакции мы знаем, что 2 моли водорода образуются на каждый моль латуни:

$$\frac{2{\text{моль H}}_2}{1\text{моль CuZn}}$$

Используя это отношение, мы можем рассчитать количество молей латуни:

$$\text{Количество молей CuZn}=3,125{\text{моль H}}_2\times \frac{1\text{моль CuZn}}{2{\text{моль H}}_2}=1,5625\text{моль CuZn}$$

Теперь мы можем рассчитать массу латуни:

$$\text{Масса CuZn}=\text{Количество молей CuZn}\times \text{Молярная масса CuZn}$$

Молярные массы меди (Cu) и цинка (Zn) составляют соответственно около 63,5 г/моль и 65,4 г/моль. Масса меди (Cu) равна:

$$m_{\text{Cu}}=1,5625\text{моль CuZn}\times 63,5\text{г/моль}=99,21875\text{г}$$

Масса цинка (Zn) равна:

$$m_{\text{Zn}}=1,5625\text{моль CuZn}\times 65,4\text{г/моль}=102,1875\text{г}$$

Теперь рассчитаем массу образовавшегося осадка:

$$m_{\text{осадок}}=160\text{г}$$

Таким образом, общая масса латуни равна:

$$m_{\text{латунь}}=m_{\text{Cu}}+m_{\text{Zn}}+m_{\text{осадок}}=99,21875\text{г}+102,1875\text{г}+160\text{г}=361,40625\text{г}$$

Процентная массовая доля меди (Cu) равна:

$$\text{Массовая доля Cu}=\frac{m_{\text{Cu}}}{m_{\text{латунь}}}\times 100\mathrm{\%}$$

Подставив значения, получим:

$$\text{Массовая доля Cu}=\frac{99,21875\text{г}}{361,40625\text{г}}\times 100\mathrm{\%}\approx 27,45\mathrm{\%}$$

Аналогичным образом, массовая доля цинка (Zn) равна:

$$\text{Массовая доля Zn}=\frac{m_{\text{Zn}}}{m_{\text{латунь}}}\times 100\mathrm{\%}$$

Подставив значения, получим:

$$\text{Массовая доля Zn}=\frac{102,1875\text{г}}{361,40625\text{г}}\times 100\mathrm{\%}\approx 28,28\mathrm{\%}$$

Таким образом, массовые доли олова, цинка и меди в 400 г латуни составляют примерно 27,45%, 28,28% и остаток, соответственно.