5. Смесь железа и меди массой 20 г обработали избытком разбавленной серной кислоты. При этом выделился газ объемом 5,6 дм³ (н. у.). Определите массовую долю (%) меди в исходной смеси.

Краткое пояснение:

Пошаговое решение:

1. Шаг 1: Определяем, какое вещество вступило в реакцию.
   Железо (Fe) реагирует с разбавленной серной кислотой (H₂SO₄), выделяя водород:
   Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂↑
   Медь (Cu) не реагирует с разбавленной серной кислотой.
2. Шаг 2: Находим количество вещества (моль) выделившегося водорода (H₂).
   Объем газа (V) = 5,6 дм³ (н.у.).
   Молярный объем (Vm) = 22,4 дм³/моль.
   Количество вещества водорода (n(H₂)) = V / Vm = 5,6 дм³ / 22,4 дм³/моль = 0,25 моль.
3. Шаг 3: Определяем количество вещества (моль) железа (Fe), вступившего в реакцию.
   Из уравнения реакции Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂↑ следует, что 1 моль Fe дает 1 моль H₂.
   Следовательно, n(Fe) = n(H₂) = 0,25 моль.
4. Шаг 4: Находим массу железа (Fe).
   Молярная масса железа (M(Fe)) = 56 г/моль.
   Масса железа (m(Fe)) = n(Fe) × M(Fe) = 0,25 моль × 56 г/моль = 14 г.
5. Шаг 5: Находим массу меди (Cu) в исходной смеси.
   Общая масса смеси (m(смеси)) = 20 г.
   Масса меди (m(Cu)) = m(смеси) - m(Fe) = 20 г - 14 г = 6 г.
6. Шаг 6: Определяем массовую долю (%) меди (Cu) в исходной смеси.
   Массовая доля меди (w(Cu)) = (m(Cu) / m(смеси)) × 100%.
   w(Cu) = (6 г / 20 г) × 100% = 30%.

Ответ: Массовая доля меди в исходной смеси составляет 30%.