16 г смеси цинка, алюминия и меди обработали избытком раствора соляной кислоты. При этом выделилось 5,6 л газа (н. у.) и не растворилось 5 г вещества. Определить массовые доли металлов в смеси.

Дано:

m смеси (Zn, Al, Cu) = 16 г

V (газа) = 5,6 л

m остатка = 5 г

Найти:

ω (Zn) - ?

ω (Al) - ?

ω (Cu) - ?

Решение:

1) Zn + 2HCl = > ZnCl₂ + H₂ ↑;

2Al + 6HCl = > 2AlCl₃ + 3H₂ ↑;

Cu + HCl = реакция протекать не будет;

2) m остатка = m (Cu) = 5 г;

3) ω (Cu) = m (Cu) * 100% / m смеси (Zn, Al, Cu) = 5 * 100% / 16 = 31,25%;

4) m смеси (Zn, Al) = m смеси (Zn, Al, Cu) - m (Cu) = 16 - 5 = 11 г;

5) Пусть m (Zn) = (х) г, тогда m (Al) = (11 - х) г;

6) n (Zn) = m (Zn) / M (Zn) = (х / 65) моль;

7) n1 (H₂) = n (Zn) = (х / 65) моль;

8) n (Al) = m (Al) / M (Al) = ((11 - х) / 27) моль;

9) n2 (H₂) = ((11 - х) / 27) * 3 / 2 = ((11 - х) / 18) моль;

10) n общ. (H₂) = V (H₂) / Vm = 5,6 / 22,4 = 0,25 моль;

11) n общ. (H₂) = n1 (H₂) + n2 (H₂);

0,25 = (х / 65) + ((11 - х) / 18);

х = 8,99;

m (Zn) = х = 8,99 г;

12) ω (Zn) = m (Zn) * 100% / m смеси (Zn, Al, Cu) = 8,99 * 100% / 16 = 56,19%;

13) ω (Al) = 100% - ω (Zn) - ω (Cu) = 100% - 56,19% - 31,25% = 12,56%.

Ответ: Массовая доля Zn составляет 56,19%; Al - 12,56%; Cu - 31,25%.