При растворении в серной кислоте цинка массой 15 г был получен водород объёмом 4,5 л при н.у.
Определите массовую долю примесей (в %)

Для решения этой задачи необходимо использовать закон сохранения массы и химическую реакцию между цинком и серной кислотой. Разберемся поэтапно.

1. Определение количества вещества водорода

Из условия задачи известно, что при растворении 15 г цинка в серной кислоте был получен водород объёмом 4,5 л при нормальных условиях (н.у.). Нормальные условия — это температура 0°C (273,15 К) и давление 1 атм, при которых 1 моль газа занимает объём 22,4 литра.

Для того чтобы найти количество вещества водорода (H₂), используем формулу для объёма газа при нормальных условиях:

Где:

• $n(H_2)$ — количество вещества водорода,
• $V(H_2)$ — объём водорода (4,5 л),
• $V_m$ — молекулярный объём газа при н.у. (22,4 л/моль).

2. Определение количества вещества цинка

Согласно уравнению реакции:

Из этого уравнения видно, что на 1 моль цинка образуется 1 моль водорода. Следовательно, количество вещества цинка, который реагировал с серной кислотой, равно количеству вещества водорода:

Молекулярная масса цинка $M(\text{Zn}) = 65,38\ \text{г/моль}$, поэтому масса цинка, который вступил в реакцию, равна:

3. Определение массы примесей

В задаче указано, что масса исходного цинка составила 15 г. Значит, масса примесей в образце цинка составляет:

4. Определение массовой доли примесей

Массовая доля примесей в образце цинка вычисляется как отношение массы примесей к общей массе образца:

Ответ:

Массовая доля примесей в образце цинка составляет примерно 12,47%.