Образец цинка массой 9.8 г подвергли действию соляной кислоты взятой в избытке. В результате получили...

Для решения задачи начнем с химической реакции между цинком и соляной кислотой:

[ Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2 ]

Из уравнения реакции видно, что 1 моль цинка реагирует с 2 молями соляной кислоты и выделяет 1 моль водорода. Молярная масса цинка (Zn) составляет примерно 65.38 г/моль.

Давайте найдем количество молей водорода, выделившегося в ходе реакции, зная объем водорода. Объем одного моля газа при нормальных условиях (0°C и 1 атм) составляет 22.4 л:

[ n_{H2} = \frac{V{H_2}}{22.4L/mol} = \frac{2.69L}{22.4L/mol} \approx 0.12 \, \text{моль} ]

Так как по уравнению реакции из 1 моля цинка получается 1 моль водорода, количество молей цинка, вступившего в реакцию, также равно примерно 0.12 моль. Теперь найдем массу цинка, вступившего в реакцию:

[ m{Zn} = n{Zn} \times M_{Zn} = 0.12 \, \text{моль} \times 65.38 \, \text{г/моль} \approx 7.85 \, \text{г} ]

Теперь, зная массу цинка, который реально реагировал, и первоначальную массу образца, можно вычислить массовую долю цинка в образце:

[ w{Zn} = \left(\frac{m{Zn}}{m_{\text{образец}}}\right) \times 100\% = \left(\frac{7.85 \, \text{г}}{9.8 \, \text{г}}\right) \times 100\% \approx 80.1\% ]

Таким образом, массовая доля цинка в исходном образце составляет примерно 80.1%.

Для решения данной задачи необходимо использовать уравнение реакции между цинком и соляной кислотой:

Zn + 2HCl -> ZnCl2 + H2

Из уравнения видно, что для образования 1 молекулы водорода требуется 1 атом цинка. Таким образом, массовая доля цинка в образце может быть вычислена следующим образом:

1. Найдем количество вещества цинка, соответствующее массе образца:

m(Zn) = 9.8 г / 65.38 г/моль = 0.15 моль

1. Так как соляная кислота взята в избытке, то количество вещества водорода определяется количеством цинка:

n(H2) = 0.15 моль

1. Далее найдем объем водорода в нормальных условиях:

V(H2) = 2.69 л * 22.4 л/моль = 60.256 мл

1. Теперь можно найти количество вещества водорода, соответствующее найденному объему:

n(H2) = V(H2) / 22.4 л/моль = 2.69 л / 22.4 л/моль = 0.12 моль

1. Так как в уравнении реакции на 1 моль цинка образуется 1 моль водорода, то массовая доля цинка в образце будет равна:

m(Zn) / (m(Zn) + m(H2)) = 0.15 моль / (0.15 моль + 0.12 моль) ≈ 0.56

Таким образом, массовая доля цинка в образце составляет примерно 56%.