9-27. При действии избытка соляной кислоты на 20 г смеси порошков меди и железа выделился газ, занимающий при нормальных условиях объем 3,36 л. Найдите массовые доли металлов в смеси.

Давай решим эту задачу. 1. Составим уравнение реакции. Соляная кислота ($HCl$) реагирует только с железом ($Fe$), так как медь ($Cu$) стоит в ряду напряжений металлов после водорода и не вытесняет его из кислот. Fe + 2HCl → FeCl_2 + H_2↑ 2. Найдем количество вещества выделившегося водорода ($H_2): При нормальных условиях (н.у.) 1 моль любого газа занимает объем 22,4 л. \nu(H_2) = \frac{V}{V_m} = \frac{3,36 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,15 \text{ моль} 3. По уравнению реакции количество вещества железа равно количеству вещества водорода: \nu(Fe) = \nu(H_2) = 0,15 \text{ моль} 4. Найдем массу железа в смеси: Молярная масса железа Fe = 56 г/моль. m(Fe) = \nu(Fe) \cdot M(Fe) = 0,15 \text{ моль} \cdot 56 \text{ г/моль} = 8,4 \text{ г} 5. Найдем массу меди в смеси: m(Cu) = m_{\text{смеси}} - m(Fe) = 20 \text{ г} - 8,4 \text{ г} = 11,6 \text{ г} 6. Рассчитаем массовые доли металлов: \omega(Fe) = \frac{m(Fe)}{m_{\text{смеси}}} = \frac{8,4 \text{ г}}{20 \text{ г}} = 0,42 \text{ или } 42\% \omega(Cu) = \frac{m(Cu)}{m_{\text{смеси}}} = \frac{11,6 \text{ г}}{20 \text{ г}} = 0,58 \text{ или } 58\% **Ответ:** Массовая доля железа в смеси составляет 42%, меди — 58%.