Соляной кислоте (избыток) добавили смесь порошков меди и цинка общей массой 19,4 г. В результате реакции выделился газ объемом 4,48 дм². Рассчитайте массовую долю меди в исходной смеси.

Для решения данной задачи необходимо сначала определить, какие реакции происходят между соляной кислотой, медью и цинком.

При взаимодействии меди (Cu) и соляной кислоты (HCl) реакции практически не происходит, так как медь является более инертным металлом по сравнению с цинком. Основная реакция будет происходить между цинком (Zn) и соляной кислотой, где образуется газ — водород (H₂).

Сначала напишем уравнение реакции между цинком и соляной кислотой:

\[ \text{Zn} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2 \]

Исходя из уравнения, 1 моль цинка дает 1 моль водорода. Для начала найдем, сколько вещества водорода выделилось в результате реакции. Объем выделившегося водорода равен 4,48 дм³. Используя закон Бойля-Мариотта, мы можем конвертировать объем в моли при стандартных условиях (0°C и 1 атм):

1 моль газа занимает 22,4 дм³, следовательно:

\[ n(H_2) = \frac{V}{22,4} = \frac{4,48}{22,4} \approx 0,2 \text{ моль} \]

Согласно уравнению, на 0,2 моль водорода потребуется столько же молей цинка:

\[ n(Zn) = 0,2 \text{ моль} \]

Теперь найдем массу цинка:

Молярная масса цинка (Zn) составляет 65,38 г/моль, значит масса цинка будет равна:

\[ m(Zn) = n(Zn) \times M(Zn) = 0,2 \, \text{моль} \times 65,38 \, \text{г/моль} \approx 13,08 \, \text{г} \]

Теперь мы знаем, что в исходной смеси, состоящей из меди и цинка общей массой 19,4 г, содержится 13,08 г цинка. Теперь мы можем найти массу меди в смеси:

\[ m(Cu) = m_{смеш} - m(Zn) = 19,4 \, \text{г} - 13,08 \, \text{г} \approx 6,32 \, \text{г} \]

Теперь рассчитаем массовую долю меди в исходной смеси:

\[ W(Cu) = \frac{m(Cu)}{m_{смеш}} \times 100 \% = \frac{6,32 \, \text{г}}{19,4 \, \text{г}} \times 100 \% \approx 32,6 \% \]

Таким образом, массовая доля меди в исходной смеси составляет примерно 32,6%.