Номер 672, страница 122 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

672. Латунь массой 29,0 г обработали избытком соляной кислоты, в результате чего выделился водород объёмом (н. у.) $4,48 \text{ дм}^3$. Определите массовую долю меди в латуни.

Дано:

$m(\text{латуни}) = 29,0$ г

$V(H_2) = 4,48$ дм³ (н. у.)

Найти:

$\omega(\text{Cu})$ - ?

Решение:

Латунь — это сплав, основными компонентами которого являются медь ($Cu$) и цинк ($Zn$). При взаимодействии латуни с соляной кислотой ($HCl$) реакция идет только с цинком, так как медь находится в ряду электрохимической активности металлов после водорода и не вытесняет его из кислот.

Уравнение химической реакции цинка с соляной кислотой выглядит следующим образом:

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

1. Сначала вычислим количество вещества (моль) водорода, который выделился в ходе реакции. Объем газа дан при нормальных условиях (н. у.), поэтому мы можем использовать молярный объем газов, равный $V_m = 22,4$ дм³/моль.

$n(H_2) = \frac{V(H_2)}{V_m} = \frac{4,48 \text{ дм}^3}{22,4 \text{ дм}^3/\text{моль}} = 0,2$ моль

2. Согласно уравнению реакции, из 1 моль цинка образуется 1 моль водорода. Следовательно, количество вещества цинка, вступившего в реакцию, равно количеству вещества выделившегося водорода.

$n(Zn) = n(H_2) = 0,2$ моль

3. Теперь найдем массу цинка в образце латуни. Для этого используем молярную массу цинка ($M(Zn) \approx 65$ г/моль).

$m(Zn) = n(Zn) \cdot M(Zn) = 0,2 \text{ моль} \cdot 65 \text{ г/моль} = 13,0$ г

4. Зная общую массу латуни и массу цинка в ней, можем определить массу меди.

$m(Cu) = m(\text{латуни}) - m(Zn) = 29,0 \text{ г} - 13,0 \text{ г} = 16,0$ г

5. Наконец, рассчитаем массовую долю меди в сплаве по формуле:

$\omega(Cu) = \frac{m(Cu)}{m(\text{латуни})} \cdot 100\%$

$\omega(Cu) = \frac{16,0 \text{ г}}{29,0 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 55,1724\%$

Округляя результат до десятых, получаем:

$\omega(Cu) \approx 55,2\%$

Ответ: массовая доля меди в латуни составляет 55,2%.