Давайте разберёмся с задачей пошагово.
Дано:
- Масса цинка (Zn) — 400 г
- Объем выделившегося водорода — 10 г (по условию, так как масса водорода указана прямо)
- Нужно найти массовую долю примесей в техническом цинке.
Шаг 1: Определить, сколько цинка прореагировало, и сколько водорода выделилось
Поскольку в задаче указано, что при взаимодействии 400 г цинка выделилось 10 г водорода, то:
- Масса водорода, выделившегося: ( m_{H_2} = 10,г ).
Шаг 2: Найти количество вещества водорода (моль)
Молярная масса водорода ((H_2)) — 2 г/моль.
[
n_{H_2} = \frac{m_{H_2}}{M_{H_2}} = \frac{10,г}{2,г/моль} = 5,моль
]
Значит, выделилось 5 моль водорода.
Шаг 3: Определить, сколько цинка прореагировало
Реакция между цинком и соляной кислотой:
[
Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2
]
Из уравнения реакции видно, что:
- 1 моль цинка реагирует с 2 моль HCl и выделяет 1 моль (H_2).
Таким образом, количество цинка, прореагировавшего, равно количеству выделившихся молей водорода (1 моль цинка → 1 моль (H_2)):
[
n_{Zn,используемый} = n_{H_2} = 5,моль
]
Шаг 4: Определить массу цинка, прореагировавшего
Молярная масса цинка — 65 г/моль.
[
m_{Zn,используемый} = n_{Zn} \times M_{Zn} = 5,моль \times 65,г/моль = 325,г
]
Это — масса цинка, который полностью прореагировал.
Шаг 5: Определить массу примесей в техническом цинке
Общая масса цинка — 400 г, а реакционировало 325 г чистого цинка.
Масса примесей:
[
m_{примесей} = m_{общего,цинка} - m_{чистого,цинка} = 400,г - 325,г = 75,г
]
Шаг 6: Найти массовую долю примесей
Массовая доля примесей в техническом цинке:
[
\omega_{примесей} = \frac{m_{примесей}}{m_{общего,цинка}} \times 100% = \frac{75,г}{400,г} \times 100% = 18,75%
]
Ответ:
Массовая доля примесей в техническом цинке составляет 18,75%.
