Давайте подробно разберемся с задачей. Она связана с реакцией латуни с щёлочью и выделением водорода, а также включает расчет объема водорода при нормальных условиях.
Шаг 1. Определение состава латуни и ее химического поведения
Латунь — сплав меди (Cu) и цинка (Zn). Согласно условию:
- Массовая доля цинка: 40%
- Масса сплава: 100 г
Рассчитаем массу цинка и меди в сплаве:
[
m_{Zn} = 100,г \times 0,40 = 40,г
]
[
m_{Cu} = 100,г - 40,г = 60,г
]
Шаг 2. Расчет молярной массы компонентов
Молярные массы:
- Cu = 63,5 г/моль
- Zn = 65,4 г/моль
Моли цинка:
[
n_{Zn} = \frac{40,г}{65,4,г/моль} \approx 0,611,моль
]
Моли меди:
[
n_{Cu} = \frac{60,г}{63,5,г/моль} \approx 0,944,моль
]
Шаг 3. Реакция латуни с щёлочью
При обработке с щёлочью, цинк реагирует, образуя гидроксид цинка или цинат, а также выделяется водород:
[
Zn + 2,OH^- \rightarrow [Zn(OH)_4]^{2-} + H_2
]
или в более общем виде:
[
Zn + 2,H_2O + 2,OH^- \rightarrow [Zn(OH)_4]^{2-} + H_2
]
Важно: В задаче указан избыток щёлочи, значит весь цинк прореагирует и выделится водород из количества цинка.
Шаг 4. Количество выделяющегося водорода
Из реакции видно, что 1 моль цинка дает 1 моль водорода.
Количество цинка — 0,611 моль, следовательно, выделится ровно такое же количество водорода:
[
n_{H_2} = 0,611,моль
]
Шаг 5. Объем водорода при нормах
Объем 1 моля газа при нормах — 22,4 л.
Объем выделенного водорода:
[
V_{H_2} = n_{H_2} \times 22,4,л = 0,611 \times 22,4 \approx 13,69,л
]
Ответ:
При обработке 100 г латуни, состоящей из 40% цинка, при избытке щёлочи выделится примерно 13,7 литров водорода при нормальных условиях.
Если есть дополнительные вопросы — отвечу!
