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:

\[\text{CuZn} + 4\text{HCl} \rightarrow \text{CuCl}_2 + \text{ZnCl}_2 + 2\text{H}_2\]

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:

\[\text{Массовая доля Cu} = \frac{m_{\text{Cu}}}{m_{\text{латунь}}} \times 100\%\]

Подставив значения, получим:

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

Аналогичным образом, массовая доля цинка (Zn) равна:

\[\text{Массовая доля Zn} = \frac{m_{\text{Zn}}}{m_{\text{латунь}}} \times 100\%\]

Подставив значения, получим:

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

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