Question

12 г смеси, состоящей из порошка алюминия и меди обработали избытком соляной кислоты, при этом выделилось 7,4 л водорода . Вычислите массовую долю (процентах) каждого металла в смеси. (С ДАНО И РЕШЕНИЕМ)

Answer 1

Ответ:

ω(Сu)= 6,06 : 12= 0,505 или  50,5%

ω(Al) = 5,94 : 12 = 0,495 или 49,5 %

Объяснение:

При обработке  смеси  алюминия и меди  избытком соляной кислоты с кислотой будет реагировать  алюминий:

 2Al  +  6HCl  =  2AlCl3  + 3H2 (газ)

Таким образом,  7,4 л водорода  соответствуют 7,4: 22,4 л/моль = 0,33 моль Н2.  Тогда по уравнению реакции количество  вещества алюминия составит 0,22 моль.  Молярная  масса  алюминия 27 г/моль,  а масса алюминия  в смеси  27 г/моль х 0,22 = 5,94 г.  Всего масса  смеси 12 г. Тогда  масса меди в смеси  12 - 5,94 = 6,06

ω(Сu)= 6,06 : 12= 0,505 или  50,5%

ω(Al) = 5,94 : 12 = 0,495 или 49,5 %

Answer 2

Для решения данной задачи, нужно воспользоваться химическим уравнением реакции между порошком алюминия (Al) и медью (Cu) с соляной кислотой (HCl):

2Al + 6HCl -> 2AlCl3 + 3H2

Из уравнения видно, что 2 моля алюминия реагируют с 6 молями соляной кислоты и образуют 3 моля водорода и 2 моля хлорида алюминия.

Теперь рассчитаем количество молей водорода, которое выделилось в данной реакции. По условию, выделилось 7,4 литра водорода, а для расчетов нам нужно использовать единицу молей. Для этого воспользуемся уравнением идеального газа:

PV = nRT

где P - давление, V - объем, n - количество молей, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

Так как у нас стандартные условия (0 °C и 1 атм), универсальная газовая постоянная R равна 0,0821 атмл/(мольК), а объем V равен 7,4 литрам. Температуру можно считать примерно комнатной, например 25 °C (298 K).

Теперь мы можем рассчитать количество молей водорода:

n(H2) = PV / RT = (1 атм * 7,4 л) / (0,0821 атмл/(мольК) * 298 K) ≈ 0,3 моль

Исходя из уравнения реакции, мы видим, что 2 моля алюминия дают 3 моля водорода. Значит, если выделилось 0,3 моль водорода, то исходно было 0,2 моль алюминия.

Так как в смеси содержится 12 г порошка, мы можем рассчитать массу каждого металла.

Масса алюминия = (мольная масса алюминия) * (количество молей алюминия) = 27 г/моль * 0,2 моль = 5,4 г

Масса меди = масса смеси - масса алюминия = 12 г - 5,4 г = 6,6 г

Теперь мы можем рассчитать массовую долю каждого металла в смеси.

Массовая доля алюминия = (масса алюминия / масса смеси) * 100% = (5,4 г / 12 г) * 100% ≈ 45%

Массовая доля меди = (масса меди / масса смеси) * 100% = (6,6 г / 12 г) * 100% ≈ 55%

Таким образом, массовая доля алюминия составляет около 45%, а массовая доля меди составляет около 55% в данной смеси.