Химия

Составим уравнение химической реакции между цинком и соляной кислотой:

$Zn + 2HCl = ZnCl_{2} + H_{2}$

Чтобы вычислить массовую долю соли - хлорида цинка в полученном растворе необходимо знать массу этой соли и массу раствора:

$\omega = \frac{m_{соли} }{m_{р-ра} } \cdot 100 \text{ % }$.

Рассчитаем массу соли, образовавшейся в результате реакции.

Для этого необходимо выяснить, весь ли цинк растворился в данном количестве соляной кислоты. Для этого вычислим количество вещества цинка и количество вещества хлороводорода.

$\nu (Zn) = \frac{m}{M} = \frac{1,3 г}{65 г/моль} = 0,02 моль$;
$m(HCl) = \frac{ \omega }{100 \text{ % } } m_{р-ра} = \frac{10 \text{ % } }{100 \text{ % } } \cdot 36,5 г = 3,65 г$
$\nu (HCl) = \frac{m}{M} = \frac{36,5 г}{36,5 г/моль} = 0,1 моль$;

В соответствии с коэффициентами в уравнении реакции, количества веществ цинка и хлороводорода соотносятся как один к двум:

$\nu (Zn): \nu (HCl) =1:2$.

По данным задачи хлороводород дан в избытке, значит весь цинк растворяется в соляной кислоте, а масса полученной соли зависит от количества цинка: $\nu (Zn) : \nu (ZnCl_{2}) = 1 : 1$, то есть $\nu (ZnCl_{2}) = \nu (Zn) = 0,02 моль$. Тогда $m(ZnCl_{2}) = \nu M = 0,02 моль \cdot 136 г/моль = 2,72 г$.

Вычислим массу полученного раствора.

Проанализируем происходящий процесс: к 36,5 г раствора соляной кислоты добавили 1,3 г цинка, но при этом произошла химическая реакция, в ходе которой из раствора выделился газообразный водород (потеря массы). Следовательно, $m_{р-ра} = m_{р-ра}(HCl) + m(Zn) - m(H_{2})$

$m(H_{2}) = \nu M, \nu (H_{2}) = \nu (Zn) = 0,02 моль$,
$m(H_{2}) = 0,02 моль \cdot 2 г/моль = 0,04 г$
$m_{р-ра} = 36,5 г+ 1,3 г -0,04 г = 37,76 г$

Вычислим массовую долю соли:

$\omega (ZnCl_{2} ) = \frac{2,72г}{37,76 г} \cdot 100 \text{ %} = 7,2 \text{ %}$
Ответ: $\omega (ZnCl_{2}) = 7,2 \text{ % }$.