Цинк массой 78 г сожгли в присутствии серы массой 32 г. Образовавшийся твердый остаток добавили к 365 г 30%-ному раствору соляной кислоты. Определите

При взаимодействии цинка с серой образуется соль – сульфид цинка:

Zn + S → ZnS (нагревание)

Вычислим количества серы и цинка, вступающих между собой в реакцию:

ν(Zn) = 78 г/65 г/моль = 1,2 моль, ν(S) = 32 г/32 г/моль = 1 моль, следовательно, в результате реакции соединения образуется 1 моль сульфида цинка и остается непрореагировавшим 0,2 моль Zn.

С раствором соляной кислоты реагируют и сульфид цинка, и цинк (цинк расположен в ряду активностей металлов левее водорода). Признак реакции – растворение осадка:

ZnS + 2HCl → ZnCl₂ + H₂S↑

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑

Таким образом, на взаимодействии с сульфидом цинка и цинком расходуется ν(HCl) = 1 моль · 2 + 0,2 моль · 2 = 2,4 моль или m(HCl) = 2,4 моль · 36,5 г/моль = 87,6 г

Для подсчета массы раствора необходимо учесть массы образующихся сероводорода и водорода:

m(H₂S) = 1 моль · 34 г/моль = 34 г, m(H₂) = 0,2 моль · 2 г/моль = 0,4 г

Масса образовавшегося раствора равна:

m(р-ра) = 78 г + 32 г + 365 г – 34 г – 0,4 г = 440,6 г

Вычислим массу оставшегося в растворе хлороводорода и его массовую долю :

m_ост.(HCl) = 365 г · 0,3 – 87,6 г = 21,9 г

ω(HCl) = m_ост.(HCl)/m(р-ра) · 100% = 21,9 г/440,6 г · 100% = 4,97%