Номер 4, страница 127 - гдз по химии 7 класс учебник Шиманович, Красицкий

4. Смесь медных и цинковых опилок общей массой $24 \text{ г}$ внесли в соляную кислоту. После полного растворения одного из металлов был получен твердый остаток массой $7 \text{ г}$. Рассчитайте массовую долю цинка в указанной смеси.

Дано:

$m(\text{смеси Cu и Zn}) = 24 \text{ г}$

$m(\text{остатка}) = 7 \text{ г}$

В задаче используются граммы, которые являются внесистемной единицей массы, но для расчетов массовой доли перевод в СИ (кг) не требуется, так как единицы измерения сокращаются.

Найти:

$\omega(Zn)$ - ?

Решение:

Смесь медных и цинковых опилок внесли в соляную кислоту ($HCl$). Чтобы определить, какой из металлов прореагирует, необходимо обратиться к электрохимическому ряду активности металлов.

Цинк ($Zn$) в ряду активности стоит левее водорода ($H$), поэтому он вступает в реакцию с соляной кислотой, вытесняя из нее водород. Уравнение реакции:

$Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2 \uparrow$

Медь ($Cu$) в ряду активности стоит правее водорода, поэтому она не реагирует с соляной кислотой.

Из условия следует, что после завершения реакции остался твердый остаток. Этот остаток представляет собой непрореагировавшую медь, так как цинк растворился полностью.

Следовательно, масса меди в исходной смеси равна массе твердого остатка:

$m(Cu) = m(\text{остатка}) = 7 \text{ г}$

Общая масса смеси состоит из массы меди и массы цинка:

$m(\text{смеси}) = m(Cu) + m(Zn)$

Отсюда можно найти массу цинка в исходной смеси:

$m(Zn) = m(\text{смеси}) - m(Cu) = 24 \text{ г} - 7 \text{ г} = 17 \text{ г}$

Массовая доля ($\omega$) цинка в смеси рассчитывается по формуле:

$\omega(Zn) = \frac{m(Zn)}{m(\text{смеси})}$

Подставим известные значения в формулу:

$\omega(Zn) = \frac{17 \text{ г}}{24 \text{ г}} \approx 0,7083$

Для выражения массовой доли в процентах, умножим полученное значение на 100%:

$0,7083 \cdot 100\% = 70,83\%$

Ответ: массовая доля цинка в указанной смеси составляет 70,83%.