Question

При нагревании смеси нитратов алюминия а железа (II), образовалось смесь газов D(He)=11. Определите массовую долю алюминия (%) в начальной смеси. A) 28,28 • B) 30,67 C) 69,33 D) 83,33

Answer 1

4Al(NO₃)₃ = 2Al₂O₃ + 12NO₂ + 3O₂

4Fe(NO₃)₂ = 2Fe₂O₃ + 8NO₂ + O₂

Определим состав газовой смеси:

Пусть а - мольная доля NO₂ в смеси, 1-а - мольная доля O₂ в смеси,

М(смеси) = 11*4 = 44 г/моль

44 = 46*а + (1-а)*32

а=6/7 мольная доля NO₂ в смеси и 1/7 мольная доля O₂ в смеси, т.е в смеси NO₂ в 6 раз больше, чем O₂

Пусть в смеси нитратов было х моль Al(NO₃)₃ и у моль Fe(NO₃)₂. Тогда образовалось

3х + 2у моль NO₂ и (3/4 х +1/4 у)моль O₂

(3х + 2у) / (3/4 х +1/4 у) = 6

у = 3х

Пусть х = 1 моль Al(NO₃)₃, тогда в смеси 3 моль Fe(NO₃)₂

Масса смеси = 213 +3*180 =753 г

w(Al(NO₃)₃) = 213 / 753 =0,2829, или 28,29%

Ответ: А

Answer 2

Для решения этой задачи нужно воспользоваться законом Гей-Люссака (законом пропорций), который утверждает, что при фиксированном объеме и давлении газы реагируют между собой и образуют продукты в простых численных соотношениях.

Для начала составим уравнение реакции:

3Al(NO3)3 + 2Fe(NO3)2 → 3Al + 2Fe + 12NO3 + 6NO2 + 6O2 + 6N2 + 2He

Из уравнения видно, что мольное соотношение между алюминием и гелием составляет 3:2.

Массовая доля элемента в смеси равна отношению массы данного элемента к общей массе смеси, умноженной на 100%.

Пусть масса начальной смеси нитратов равна М граммов. Масса алюминия в начальной смеси равна 3М/5 (так как соотношение между алюминием и гелием равно 3:2). Тогда масса гелия равна 2М/5.

Массовая доля алюминия в начальной смеси (в процентах) = (масса алюминия / общая масса смеси) * 100%

Массовая доля алюминия = (3М/5) / М * 100% = 3/5 * 100% = 60%

Таким образом, массовая доля алюминия в начальной смеси равна 60%.

Ни один из предложенных вариантов (A) 28,28%, (B) 30,67%, (C) 69,33%, (D) 83,33% не соответствует правильному ответу 60%.