Каковы массовые доли (в процентах) сульфидов железа и цинка в смеси, если при обработке 28,2 г. этой смеси избытком

Для решения этой задачи, нам необходимо выполнить несколько шагов.

Шаг 1: Определение количества меди в исходном растворе
Первым делом, мы должны определить количество меди, которое содержится в 405 г. 10% раствора хлорида меди. Для этого, мы используем следующую формулу:
\(\text{масса меди} = \text{объем раствора} \times \text{концентрация меди}\)

Для 10% раствора хлорида меди, концентрация меди будет равна 10% (или 0.1) и объем раствора будет равен 405 г.

Таким образом, масса меди в исходном растворе составляет:
\(\text{масса меди} = 405 \, г \times 0.1 = 40.5 \, г\)

Шаг 2: Определение количества сульфидов железа и цинка в смеси
Теперь, для определения массовых долей сульфидов железа и цинка, мы должны найти их массы в изначальной смеси.

Поскольку газ, который выделился при обработке смеси, полностью осаждает медь, мы можем сделать вывод, что этот газ является водородом \(H_2\). А также, мы знаем из реакции, что соляная кислота \(HCl\) реагирует со сульфидами железа и цинка с образованием соляных растворов и выделением водорода.

Используем уравнение реакции:
\(H_2S + 2HCl \rightarrow S + 2H_2O\)
\(ZnS + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2S\)
\(FeS + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2S\)

Мы знаем, что при реакции 1 моль гидрида (например, \(H_2S\)) выделяется 2 моль водорода \(H_2\). Также, из уравнений реакции мы видим, что исходные сульфиды железа и цинка реагируют с соляной кислотой в соотношении 1:2. Это означает, что для каждого моля сульфида железа или цинка, образуется 2 моля водорода.

Итак, если весь выделенный газ является водородом, то для образования 40.5 г. водорода необходимо:
\(\text{моль водорода} = \frac{\text{масса водорода}}{\text{молярная масса водорода}} = \frac{40.5 \, г}{2.02 \, г/моль} = 20.05 \, моль\)

Таким образом, количество сульфида железа или цинка, присутствующего в смеси, должно быть в два раза меньше, поскольку для их реакции требуется два моля водорода на один моль сульфида. Получаем:
\(\text{моль сульфида железа или цинка} = \frac{20.05 \, моль}{2} = 10.025 \, моль\)

Шаг 3: Расчет массовых долей сульфидов железа и цинка
Наконец, мы можем рассчитать массовые доли сульфидов железа и цинка, используя следующие формулы:
\(\text{массовая доля} = \frac{\text{масса компонента}}{\text{масса исходной смеси}} \times 100\%\)

Для сульфида железа:
\(\text{массовая доля сульфида железа} = \frac{\text{масса сульфида железа}}{\text{масса исходной смеси}} \times 100\% = \frac{10.025 \, моль \times 87.9 \, г/моль}{28.2 \, г} \times 100\% \approx 309.2\% \)

Для сульфида цинка:
\(\text{массовая доля сульфида цинка} = \frac{\text{масса сульфида цинка}}{\text{масса исходной смеси}} \times 100\% = \frac{10.025 \, моль \times 97.4 \, г/моль}{28.2 \, г} \times 100\% \approx 339.5\% \)

Округляя полученные значения до ближайшего целого числа, получаем следующие ответы:
Массовая доля сульфида железа составляет около 309%, а массовая доля сульфида цинка около 339% в данной смеси.