Question

Смесь массой 2,65 г, состоящую из Zn и Al, полностью растворили в H2SO4 (разб.) и получили газ объемом (н.у.) 2,128 дм³. Рассчитайте массу соляной кислоты с w(HCl). = 0,124, которая потребуется для растворения такой же смеси массой 10,0 г.

Answer 1

Ответ: 212,74 г

Дано:

m₁(см. Zn+Al) = 2,65 г

V(H₂) = 2,128 дм³

ω(HCl) = 0,124

m₂(см. Zn+Al) = 10 г

Найти:

m(p-pa HCl)-?

Объяснение:

Примем массу цинка за х г, а объем водорода, который выделится в реакции с серной к-той за у дм³; массу алюминия за (2,65-х) г, а объем водорода,  в реакции с серной к-той за (2,128-у) дм³

Составляем УХР:

х г                                   у дм³

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H₂     УХР1

65 г                                22,4 дм³

Из УХР1 : 22,4х = 65у

(2,65-х) г                               (2,128-у) дм₃

2Al + 3H2SO4 = Al₂(SO₄)₃ + 3H₂   УХР2

54 г                                        67,2 л

Из УХР2:  67,2*(2,65-х) = 54*(2,128-у)

Составляем систему уравнений:

22,4х=65у

67,2*(2,65-х) = 54*(2,128-у)

Решив систему найдем, что х=m(Zn) = 1,3 г

m(Al) = 2,65 г - 1,3 г = 1,35 г

Находим массовые доли металлов в смеси:

ω(Zn) = m(Zn)/m₁(см. Zn+Al) = 1.3/2.65 = 0.49

ω(Al) = 1 - 0.49 = 0.51

Находим массы металлов в смеси массой 10 г

m₂(Zn) = m₂(см. Zn+Al)*ω(Zn) = 10 г*0,49 = 4,9 г

m₂(Al) = m₂(см. Zn+Al)*ω(Al) = 10 г*0,51 = 5,1 г

Составляем УХР и находим массу соляной к-ты:

4,9 г  х₁ г    

Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂   УХР3

65 г  73 г

х₁ = 4,9*73/65 = 5,5 г

5,1 г   х₂ г

2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H2  УХР4

54 г  219 г

х₂ = 5,1*219/54 = 20,68 г

m(HCl) = x₁+x₂ = 5,5 г + 20,68 г = 26,18 г

Находим массу р-ра соляной к-ты:

m(p-pa HCl) = m(HCl)/ω(HCl) = 26,18 г/0,124 = 212,74 г

Ответ: 212,74 г

Answer 2

Для решения этой задачи мы должны определить массовые доли цинка и алюминия в исходной смеси, и затем использовать их для расчета количества HCl, необходимого для растворения такой же смеси массой 10,0 г.

Пусть массовые доли цинка и алюминия в исходной смеси равны x и (1-x) соответственно. Тогда массы цинка и алюминия в смеси будут равны 2,65x г и 2,65(1-x) г соответственно.

Сначала рассчитаем количество газа, образовавшегося при растворении смеси. По закону Авогадро 1 моль газа занимает при нормальных условиях объем 22,4 литра, поэтому количество молей газа можно рассчитать как:

n = V / Vm

где V - объем газа при нормальных условиях (2,128 дм³), а Vm - молярный объем газа при нормальных условиях (22,4 л/моль):

Vm = 22,4 л/моль = 0,0224 дм³/моль

Тогда n = 2,128 дм³ / 0,0224 дм³/моль = 95 ммоль.

Так как газ образовался в результате реакции металлов с серной кислотой, то можно предположить, что образовалось соответствующее количество водорода. Рассмотрим реакцию:

Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2

Al + H2SO4 → Al2(SO4)3 + H2

Таким образом, количество молей водорода, образовавшегося при растворении смеси, равно количеству молей цинка или алюминия в смеси. Обозначим это количество молей как n1. Тогда:

n1 = 2,65x / 65,38 г/моль + 2,65(1-x) / 26,98 г/моль = 95 ммоль

Здесь мы использовали молярные массы Zn и Al: 65,38 г/моль и 26,98 г/моль соответственно.

Решив эту систему уравнений, найдем значение x:

2,65x / 65,38 г/моль + 2,65(1-x) / 26,98 г/моль = 95 ммоль

Решая эту систему уравнений, получаем:

x = 0,194

Таким образом, массовая доля цинка в исходной смеси составляет 0,194, а массовая доля алю