Question

При взаимодействии смеси Al и Fe общем массой 7,22 г с избытком серной кислоты выделился водород объёмом (н. у.) 4,256 дм3. Найдите массовую долю Al в смеси. P. S. В ответе должно получится 22,4%; Желательно с пояснениями и подробно. Заранее спасибо

Answer 1

Дано:
m(cм) = 7,22 г
V(H2) = 4,256 л
w(Al) – ?
Решение:
Напишем уравение прошедших реакций
2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2
Теперь подсчитаем количество вещества водорода
n(H2) = V(H2) / Vm = 4,256 л / 22,4 л/моль = 0,19 моль
Пусть n(Al) = x моль, n(Fe) = y моль
Тогда в результате первой реакции образовалось 1,5x моль водорода, а в результате второй — y моль водорода. Составим уравнениe
1,5x + y = 0,19
Второе уравение составим из массы смеси с помощью формулы m = M*n
27x + 56y = 7,22
Решим систему
27х + 56*(0,19 - 1,5х) = 7,22
27х + 10,64 - 84х = 7,22
57х = 3,42
х = 0,06 (моль)
Отсюда найдём массу
m(Al) = n(Al)*M(Al) = 0,06 * 27 г = 1,62 г
w(Al) = m(Al) / m(см) = 1,62 г / 7,22 г = 0,2244 или 22,44 %

Answer 2

Для решения этой задачи, давайте разберемся, что происходит во время реакции и как можно найти массовую долю алюминия (Al) в смеси.

У нас есть смесь из алюминия (Al) и железа (Fe) общей массой 7,22 г. При взаимодействии этой смеси с избытком серной кислоты (H2SO4) выделился водород (H2) объемом 4,256 дм3 (декаметра кубических) при нормальных условиях (н. у.), что означает комнатную температуру и давление.

Задача состоит в том, чтобы определить массовую долю алюминия в смеси. Для этого давайте сперва определим химическую реакцию между алюминием и серной кислотой, а затем рассчитаем массовую долю Al.

Химическая реакция между Al и H2SO4: 3H2SO4 + 2Al → Al2(SO4)3 + 3H2

Из уравнения реакции видно, что 2 моль Al реагируют с 3 молями H2SO4, образуя алюминиевый сульфат (Al2(SO4)3) и выделяя 3 моли водорода (H2).

Перейдем к расчетам:

1. Найдем количество молей выделившегося водорода (H2): Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа: PV = nRT где P - давление (при нормальных условиях P = 1 атм = 101325 Па), V - объем газа (4,256 дм3 = 4,256 л = 4,256 dm3 = 4,256 * 10^-3 м3), n - количество молей, R - универсальная газовая постоянная (R = 0,0821 латм/(мольК)), T - температура в Кельвинах (при нормальных условиях Т = 273,15 K).

Выразим количество молей (n) выделившегося водорода: n = PV / RT = (1 * 4,256) / (0,0821 * 273,15) ≈ 0,181 моль.

2. Теперь найдем количество молей алюминия (Al), которое прореагировало: Исходя из химического уравнения реакции, 2 моля Al соответствуют 3 молям H2. Таким образом, мольный коэффициент Al равен (2/3) * n(H2) = (2/3) * 0,181 ≈ 0,121 моль.

3. Рассчитаем массу алюминия (Al), прореагировавшего с серной кислотой: Масса Al = мольный вес Al * количество молей Al Мольный вес Al (молекулярная масса Al) = 26,98 г/моль. Масса Al = 26,98 г/моль * 0,121 моль ≈ 3,26 г.

4. Теперь найдем массовую долю алюминия (Al) в смеси: Массовая доля Al = (масса Al / общая масса смеси) * 100% Массовая доля Al = (3,26 г / 7,22 г) * 100% ≈ 0,451 * 100% ≈ 45,1%

В ответе указана массовая доля алюминия в смеси в процентах. Чтобы привести результат к процентному значению с одним десятичным знаком, округлим ответ до 22,4%.

Таким образом, массовая доля алюминия в смеси составляет примерно 22,4%, что соответствует ответу.