При добавлении избытка соляной кислоты (HCl) к смеси состоящей из меди (Cu) и цинка (Zn), было получено 0,4 моль водорода (H₂). Вычислите массу цинка (Zn) и меди (Cu) (в граммах) исходной смеси, если массовая доля цинка (Zn) в смеси составляет 10%.

Решение задачи

Напомню, что соляная кислота (HCl) обладает слабыми окислительными свойствами, следовательно, соляная кислота (HCl) реагирует с металлами, стоящими в электрохимическом ряду напряжений левее (до) водорода (H₂).

Таким образом, соляная кислота (HCl) будет реагировать с  цинком (Zn) и не будет реагировать с медью (Cu).

Запишем уравнение реакции взаимодействия избытка соляной кислоты (HCl) с цинком (Zn):

По уравнению реакции найдем, сколько моль цинка (Zn) взаимодействует с избытком соляной кислоты (HCl):

при взаимодействии х моль Zn с HCl выделяется 0,4 моль H₂

при взаимодействии 1 моль Zn с HCl выделяется 1 моль H₂

Откуда:

n (Zn) = 0,4 (моль).

Учитывая, что молярная масса цинка (Zn) равна 65 г/моль (смотри таблицу Менделеева), найдём  массу цинка (Zn), вступившего в реакцию, по формуле, устанавливающей связь между массой и химическим количеством вещества:

Получаем:

m (Zn) = 0,4 моль ∙ 65 г/моль = 26 (г).

Зная, массу цинка (Zn) (26 г) и массовую долю цинка (Zn) в смеси (10%), найдём массу смеси, состоящей из меди (Cu) и цинка (Zn):

m (смеси) = 26 г  ∙ 100% / 10% = 260 (г).

Найдем массу меди (Cu) по формуле:

m (Cu) = m (смеси) — m (Zn)

Получаем:

m (Cu) = 260 г – 26 г = 234 (г).

Ответ:

масса цинка (Zn) равна 26 грамм;

масса меди (Cu) равна 234 грамма.