Question

Какого металла: алюминия, магния или цинка, содержащих по 25% посторонних примесей, потребуется меньше всего для получения 11,2 л водорода из соляной кислоты?

Answer 1

Ответ: алюминия.

Bonam fortunam

Answer 2

Для решения этой задачи нам следует сначала записать химическое уравнение реакции между металлом и соляной кислотой для получения водорода:

M + 2HCl -> MCl2 + H2,

где M - металл (алюминий, магний или цинк), HCl - соляная кислота, MCl2 - соответствующий хлорид металла, H2 - водород.

Мы знаем, что 1 моль газа занимает при нормальных условиях (0°C и 1 атм) объем примерно 22,71 л. Поскольку уравнение показывает, что 1 моль металла дает 1 моль водорода, для получения 11,2 л водорода понадобится:

11,2 л / 22,71 л/моль ≈ 0,493 моль водорода.

Теперь обратимся к составу металлов:

• Алюминий (Al) имеет атомная масса примерно 26,98 г/моль.
• Магний (Mg) имеет атомная масса примерно 24,31 г/моль.
• Цинк (Zn) имеет атомная масса примерно 65,38 г/моль.

Учитывая, что содержание посторонних примесей составляет 25%, для вычисления массы чистого металла, необходимого для получения 0,493 моль водорода, мы можем использовать следующие формулы:

Масса алюминия = (0,493 моль) * (26,98 г/моль) / (1 - 0,25), Масса магния = (0,493 моль) * (24,31 г/моль) / (1 - 0,25), Масса цинка = (0,493 моль) * (65,38 г/моль) / (1 - 0,25).

После выполнения вычислений, мы можем сравнить полученные массы металлов и определить, какой из них потребуется меньше всего:

• Масса алюминия ≈ 0,736 г,
• Масса магния ≈ 0,676 г,
• Масса цинка ≈ 1,794 г.

Итак, для получения 11,2 л водорода из соляной кислоты потребуется наименьшее количество магния (примерно 0,676 г) среди трех рассмотренных металлов.