Verilen soruyu adım adım, kısa ve öz bir şekilde çözelim:
- Adım 1: Oluşan H₂ gazının mol sayısını hesaplayın.
Normal koşullarda (N.K.) 1 mol gaz 22,4 litre hacim kaplar. Oluşan H₂ gazının hacmi 11,2 litredir.
$$n_{H_2} = \frac{\text{Hacim}}{\text{Molar Hacim}} = \frac{11,2 \text{ L}}{22,4 \text{ L/mol}} = 0,5 \text{ mol}$$ - Adım 2: Tepkimeye giren Zn metalinin mol sayısını bulun.
Verilen tepkime denklemi:
$$\text{Zn} + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{Na}_2\text{ZnO}_2 + \text{H}_2(\text{g})$$Denkleme göre, 1 mol Zn tepkimeye girdiğinde 1 mol H₂ gazı oluşur. Bu durumda, oluşan 0,5 mol H₂ gazı için 0,5 mol Zn tepkimeye girmiştir.
$$n_{Zn} = n_{H_2} = 0,5 \text{ mol}$$ - Adım 3: Tepkimeye giren Zn metalinin kütlesini hesaplayın.
Zn'nin atom kütlesi 65 g/mol olarak verilmiştir.
$$m_{Zn} = n_{Zn} \times M_{Zn} = 0,5 \text{ mol} \times 65 \text{ g/mol} = 32,5 \text{ g}$$ - Adım 4: Alaşımdaki Fe metalinin kütlesini bulun.
Alaşımdaki toplam kütle 50 gramdır ve sadece Zn tepkimeye girmiştir. Bu durumda Fe'nin kütlesi, toplam kütleden Zn'nin kütlesi çıkarılarak bulunur.
$$m_{Fe} = \text{Toplam alaşım kütlesi} - m_{Zn} = 50 \text{ g} - 32,5 \text{ g} = 17,5 \text{ g}$$ - Adım 5: Alaşımdaki Fe metalinin kütlece yüzdesini hesaplayın. $$\%\text{Fe} = \frac{m_{Fe}}{\text{Toplam alaşım kütlesi}} \times 100 = \frac{17,5 \text{ g}}{50 \text{ g}} \times 100 = 0,35 \times 100 = 35\%$$
Cevap D seçeneğidir.