Question

при взаимодействии с водой при обычной температуре смеси натрия и магния массой 14г выделился водород объёмом 5,6 л (н.у.) опеределить массовую долю металлов в смеси

Answer 1

Попытка записать оба вещества в одну реакцию.

Получается примерно так:

«Смесь оксидов кальция и бария растворили в соляной кислоте…»

Уравнение реакции составляется так:

СаО + ВаО + 4HCl = СаCl2 + BaCl2 + 2H2O.

Это ошибка, ведь в этой смеси могут быть любые количества каждого оксида.

А в приведенном уравнении предполагается, что их равное количество.

Предположение, что их мольное соотношение соответствует коэффициентам в уравнениях реакций.

Например:

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2

2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2

Количество цинка принимается за х, а количество алюминия — за 2х (в соответствии с коэффициентом в уравнении реакции). Это тоже неверно. Эти количества могут быть любыми и они никак между собой не связаны.

Попытки найти «количество вещества смеси», поделив её массу на сумму молярных масс компонентов.

Это действие вообще никакого смысла не имеет. Каждая молярная масса может относиться только к отдельному веществу.

Часто в таких задачах используется реакция металлов с кислотами. Для решения таких задач надо точно знать, какие металлы с какими кислотами взаимодействуют, а какие — нет.

Answer 2

Для определения массовой доли натрия и магния в смеси, мы можем использовать информацию о выделившемся водороде. По химическому уравнению реакции, масса выделившегося водорода связана с массой металлов в смеси.

Сначала, давайте составим химическое уравнение реакции между натрием (Na) и магнием (Mg) с водой (H₂O):

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂ Mg + 2H₂O → Mg(OH)₂ + H₂

Молекулярные массы: Na = 22,99 г/моль Mg = 24,31 г/моль H₂ = 2 г/моль

1 моль металла (Na или Mg) выделяет 1 моль водорода (H₂) при реакции с водой.

Масса выделившегося водорода (H₂) равна массе смеси металлов, так как моль водорода равен моль металла:

Масса H₂ = 14 г Объем H₂ (н.у.) = 5,6 л

Теперь давайте переведем объем водорода в стандартные условия (н.у.), используя соотношение:

V(н.у.) = V(объем при измерении) * (P(н.у.) / P(измеренное давление))

Для стандартных условий (н.у.) давление равно 1 атмосфере (760 мм рт.ст.):

V(н.у.) = 5,6 л * (760 мм рт.ст. / давление при измерении)

Предположим, что давление при измерении составляет 1 атмосферу, тогда:

V(н.у.) = 5,6 л * (760 мм рт.ст. / 760 мм рт.ст.) ≈ 5,6 л

Теперь, когда у нас есть объем водорода (H₂) в стандартных условиях (н.у.), мы можем определить количество вещества молекул водорода (H₂) с помощью уравнения состояния идеального газа:

n(H₂) = V(н.у.) / молярный объем при н.у.

Молярный объем при н.у. составляет около 22,4 л/моль (приближенное значение):

n(H₂) = 5,6 л / 22,4 л/моль ≈ 0,25 моль

Так как один моль металла (Na или Mg) выделяет 1 моль водорода, то общее количество молей металлов в смеси равно 0,25 моль.

Теперь определим массу каждого металла в смеси:

Масса Na = количество молей Na * молекулярная масса Na Масса Mg = количество молей Mg * молекулярная масса Mg

Массовая доля Na в смеси = Масса Na / Общая масса смеси * 100% Массовая доля Mg в смеси = Масса Mg / Общая масса смеси * 100%

Масса Na = 0,25 моль * 22,99 г/моль ≈ 5,75 г Масса Mg = 0,25 моль * 24,31 г/моль ≈ 6,08 г

Общая масса смеси = масса Na + масса Mg = 5,75 г + 6,08 г ≈ 11,83 г

Теперь рассчитаем массовую долю каждого металла:

Массовая доля Na в смеси = 5,75 г / 11,83 г * 100% ≈ 48,6% Массовая доля Mg в смеси = 6,08 г / 11,83 г * 100% ≈ 51,4%

Итак, массовая доля натрия в смеси составляет примерно 48,6%, а массовая доля магния - около 51,4%.