В составе сплава цинка и меди содержится в 100 раз больше электронов, чем число Авогадро. Если к сплаву прилить раствор хлорида железа (II), количество электронов в сплаве уменьшится на 1,6 %. В образовавшемся новом сплаве число электронов цинка на 19,6 моль больше, чем число электронов железа.
Найдите количество (mol) газа, образующегося при полном окислении исходной смеси концентрированным раствором серной кислоты (считать, что при окислении цинка образуется сернистый ангидрид).
- 2,0
- 3,4
- 1,0
- 1,7
📝 Detailed explanation
1) Исходный сплав содержит 100 моль электронов. У цинка 30 электронов, у меди 29: 30·n(Zn) + 29·n(Cu) = 100.2) При добавлении FeCl₂ реагирует только цинк: Zn + FeCl₂ → ZnCl₂ + Fe. Сплав теряет атомы Zn (30 e⁻) и получает атомы Fe (26 e⁻), теряя по 4 электрона на каждый моль прореагировавшего цинка.
Потеря составила 1,6 % от 100 моль = 1,6 моль электронов.
4·x = 1,6 → x = 0,4 моль (прореагировало 0,4 моль Zn, образовалось 0,4 моль Fe).
3) В новом сплаве электронов железа: 0,4 × 26 = 10,4 моль.
Электронов оставшегося цинка на 19,6 моль больше: 10,4 + 19,6 = 30 моль.
Количество оставшегося Zn = 30 / 30 = 1,0 моль.
Общее исходное количество Zn = 1,0 + 0,4 = 1,4 моль.
4) Исходные электроны: 30(1,4) + 29·n(Cu) = 100 → 42 + 29·n(Cu) = 100 → n(Cu) = 2,0 моль.
5) Окисление концентрированной H₂SO₄:
Zn + 2H₂SO₄ → ZnSO₄ + SO₂ + 2H₂O
Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O
Газ (SO₂) выделяется в соотношении 1:1 к обоим металлам.
Суммарное количество SO₂ = 1,4 + 2,0 = 3,4 моль.