OMQ 2018 - massa em zinco

Sabe-se que 2,616 g de uma mistura de limalhas de cobre e zinco reagiram com excesso de solução de ácido clorídrico, numa aparelhagem adequada, produzindo gás hidrogênio. Esse gás, depois de seco, ocupou um volume de 224 mL nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP). A porcentagem (%) em massa de zinco nessa mistura é: 
a) 25 
b) 40 
c) 50 
d) 80 
Dados: Vm (CNTP) = 22,4 L mol-1 

Poderiam me ajudar? Obrigado!

Veja essa questão do ITA  que é bem parecida com essa aí : https://br.answers.yahoo.com/question/index?qid=20100109165254AAYkFgM

Até mais.

Obrigado! Vou resolvê-la e postar aqui a resolução.

Como é uma mistura, não podemos pensar que a mistura toda irá reagir de uma só vez, porque há mais de um componente, os quais tem reatividades diferentes, vide fila de reatividade. Então vamos pensar nos dois componentes dessa mistura reagindo com o ácido clorídrico e montar suas equações, para determinarmos as proporções dos coeficientes estequiométricos:

Cu + 2 HCl -----> CuCl2 + H2(g)  (I)

Zn + 2HCl ------> ZnCl2 + H2(g)  (II)


Agora, olhe para a fila de reatividade. Verás que, na verdade, o único componente que reagirá com o HCl é o zinco, pois o cobre é menos reativo que o hidrogênio, não o deslocando para formar a primeira reação!

O próximo passo é, então, analisarmos as proporções estequiométricas da reação II, pois é ela quem reage de fato.


1 mol de Zn ----------- 1 mol de H2(g) (III)


Percebemos, então, que a relação para encontrar o número de mols de zinco se dará achando o número de mols de H2 formados na reação! Desenvolvendo esse raciocínio, podemos usar a eq. de clapeyron.
P v = n R T      (CNTP= 0ºC e 1 atm)
1 . 0,224 = n 0,082 . 273
0,224 = 22,4 n
n= 0,01 mols de hidrogênio formados!

Agora, relacionando III:

1 mol de Zn ----------- 1 mol de H2(g)
 x ----------------------- 0,01 mol de H2(g)
x= 0,01 mol de Zn!!

Como a questão pede a fração de zinco em uma determinada massa, teremos de descobrir a massa de zinco em 0,01 mol!!
n = m1/MM
0,01 . 65,4 = m1 ----> m1 =0,645 gramas de zinco na mistura!!

Agora, o que é uma fração? É uma parte pelo todo. Nesse caso, a massa de zinco pela massa total da mistura. Então:

y= m Zn/ m mistura  ---> y = 0,645/ 2,616 = 0,25 = 25%

Isso! Parabéns!