Question

Определите процентный состав сплава алюминия и меди,если при взаимодействии 10 г этого сплава с избыточным количеством соляной кислоты получено 6,72 л водорода.

Answer 1

С соляной кислотой вступит в реакцию только алюминий
х г                                            6,72 л
2Al  +    6HCl    =  2AlCl3    +    3H2
2 моль                                      3 моль
М=27 г/ моль                            Vm=22,4 л/моль
n(H2) = V/Vm = 6,72/22,4=0,3 моль
По уравнению  алюминия вступает в реакцию в 1,5 раза меньше, т.е. 0,2 моль
m(Al)=M*n = 27*0,2= 5,4 г
W(Al)% = m(Al)*100%/m(сплава) = 5,4*100/10 = 54%
W(Cu)% = 100%-54% = 46%

Answer 2

Для решения этой задачи необходимо использовать закон Дальтона, который гласит, что смесь газов, образующихся в результате химической реакции, имеет такой же общий объем, как и все начальные газы до реакции при одинаковой температуре и давлении.

Первым шагом необходимо найти количество моль водорода, выделенного при реакции. Для этого используем уравнение реакции: 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2

1 моль алюминия реагирует с 3 молями соляной кислоты и выделяет 3 моля водорода. Следовательно, количество молей водорода, выделенного при реакции, равно:

n(H2) = 6,72 л / 22,4 л/моль = 0,3 моль

Затем находим количество молей алюминия, потребовавшееся для реакции:

n(Al) = 0,5 * n(H2) = 0,15 моль

Масса алюминия, потребовавшегося для реакции, равна:

m(Al) = n(Al) * M(Al) = 0,15 моль * 27 г/моль = 4,05 г

Таким образом, в сплаве содержится 4,05 г алюминия. Предположим, что в сплаве содержится x г меди. Тогда масса сплава будет равна:

m(сплава) = 4,05 г + x г

Для реакции соляной кислоты с медью используется следующее уравнение реакции:

Cu + 2HCl → CuCl2 + H2

1 моль меди реагирует с 2 молями соляной кислоты и выделяет 1 моль водорода. Следовательно, количество молей меди, содержащееся в сплаве, равно:

n(Cu) = n(H2) / 2 = 0,15 моль / 2 = 0,075 моль

Масса меди в сплаве равна:

m(Cu) = n(Cu) * M(Cu) = 0,075 моль * 63,5 г/моль = 4,76 г

Таким образом, в сплаве содержится 4,76 г меди.

Процентное содержание меди в сплаве можно найти следующим образом:

% Cu = m(Cu) / m(сплава) * 100% = 4,76 г / (4,05 г + 4,76 г) * 100% = 54,05%

Ответ: в сплаве содержится 54,05% меди и 45,95%