Химия

Прежде всего следует вычислить нормальность раствора соляной кислоты после смешения растворов. В 1 л 10 %-ной соляной кислоты плотностью 1,047 г/мл содержится

$\frac{1047 \cdot 0,10}{36,5} = 2,87$ г-экв $HCl$,

а в 150 мл 2,87 н. раствора содержится $2,87 \cdot 0,15 = 0,4305$ г-экв, или $0,4305 \cdot 36,5 = 15,71$ г, $HCl$.

В 250 мл 2 н. раствора $HCl$ содержится $2 \cdot 0,25 = 0,5$ г-экв, или $0,5 \cdot 36,5 = 18,25$ г, $HCl$.

В $150 + 250 = 400$ мл полученного раствора содержится $0,4305 + 0,5 = 0,9305$ г-экв, или $15,71 + 18,25 = 33,96$ г, $HCl$.

В 1000 мл раствора содержится $0,9305 : 0,4 = 2,33$ г-экв, или $33,96 : 0,4 = 84,9$ г, $HCl$, т. е. 2,33 моля $HCl$ ($Э = M$). Следовательно, нормальность раствора равна 2,33.

В процессе взаимодействия соляной кислоты с железом и цинком протекают следующие реакции:

$Fe + 2HCl = FeCl_2 + H_2$,
$Zn + 2HCl = ZnCl_2 + H_2$.

В 40 мл 2,33 н. раствора $HCl$ содержится $2,33 \cdot 0,04 = 0,0932$ г-экв $HCl$. По уравнению реакции 1 г-экв $Fe$ ($A \simeq 56$, $Э = 28$) или 1 г-экв $Zn$ ($A \simeq 65$, $Э = 32,5$) реагируют с 1 г-экв $HCl$.

Количество грамм-эквивалентов железа в смеси обозначим $x$, количество грамм-эквивалентов цинка - $y$. Тогда

$\left . \begin{cases} x + y = 0,0932 \\ 28x + 32,5y = 2,7 \end{cases} \right | \begin{matrix} \cdot 28 \\ ~ \end{matrix}$
$28x + 28y = 2,6096$
$-$
$\underline{28x + 32,5y = 2,7}$
$4,5y = 0,0904$

откуда $y = 0,02$ г-экв, или $32,5-0,02 = 0,65$ г, $Zn$; $x = 2,7 - 0,65 = 2,05 \: г Fe$. В смеси содержалось $(NULL,05 : 2,7) \simeq 0,759$, т. е. 75,9 % $Fe$ и 24,1 % $Zn$. (Задачу можно также решать, вычисляя количество водорода, которое выделится из 40 мл 2,33 н. $HCl$, а затем составить систему алгебраических уравнений, используя объем водорода в мл и массу смеси в г.)