Каков состав серебряно-цинкового сплава в процентах по массе, если при обработке 90,8 г сплава избытком солярной
Каков состав серебряно-цинкового сплава в процентах по массе, если при обработке 90,8 г сплава избытком солярной кислоты образовалось 8,96 л водорода (н.у.)?
Исчерпывающий ответ:
Объяснение: Для того чтобы рассчитать процентный состав сплава, нужно использовать информацию о массе компонентов и учитывать их соотношение. В данной задаче нам дана масса сплава (90,8 г) и объем выделенного водорода (8,96 л при нормальных условиях).
Для начала, нужно вычислить количество вещества водорода. Используя идеальный газовый закон, можно перевести объем в моль:
V = nRT/P,
где V — объем газа, n — количество вещества газа, R — универсальная газовая постоянная, T — температура газа в Кельвинах, а Р — давление газа в паскалях.
При нормальных условиях (0°C и 1 атм), давление Р равно 101,325 кПа, поэтому подставляя данные из задачи, получаем:
8,96 л (1 моль/22,4 л) = n (1 моль/101,325 кПа),
n ≈ 0,4 моль.
Так как в реакции образуется водород, исключительно в результате обработки сплава солярной кислотой (HCl), то соотношение между серебром и цинком в сплаве соответствует соотношению между серебром и водородом в HCl, а именно 1:1.
Теперь можем рассчитать массу серебра:
m(Ag) = n(Ag) × M(Ag),
где m(Ag) — масса серебра, n(Ag) — количество вещества серебра, а M(Ag) — молярная масса серебра.
Так как соотношение 1:1 между серебром и водородом, то количество вещества серебра равно количеству вещества водорода. Также известно, что массовая доля составляет процент массы всех компонентов. Тогда:
массовая доля (%) = (масса компонента/общая масса сплава) × 100%.
Подставляя все данные:
массовая доля Ag (%) = (m(Ag)/масса сплава) × 100%,
массовая доля Ag (%) = (0.4 моль × 107.87 г/моль)/(90.8 г) × 100%,
массовая доля Ag (%) ≈ 50,12%.
Таким образом, состав серебряно-цинкового сплава в процентах по массе составляет приблизительно 50,12% серебра.
Совет: Настоятельно рекомендуется хорошо ознакомиться с идеальным газовым законом и его применением в задачах. Также важно помнить, что массовая доля — это отношение массы компонента к общей массе смеси, умноженное на 100%.
Упражнение: Каков процентный состав сплава, если при смешении 200 г сплава с 100 г спирта получается сплав, в котором содержится 60% серебра по массе? (Предполагается, что сплав состоит только из серебра и цинка)