Question

Смесь сульфида алюминия с еще одним соединением этого металла обработали соляной кислотой, а выделившийся при этом газ пропустили через избыток раствора щелочи. При этом объем газа уменьшился вдвое, а плотность остатка газа по азоту оказалась равной 0,5714. а) Какое второе соединение входило в состав смеси? Обоснуйте свой ответ и напишите уравнения реакций, проходивших при обработке смеси кислотой. б) Рассчитайте состав смеси, выразив его в массовых долях компонентов. в) Чему будет равен объём газа (н.у.), выделившегося при обработке 12 г исходной смеси избытком раствора щелочи? Ответ обоснуйте уравнениями реакций и расчетом.

Answer 1

Al2S3+6HCL=3AlCl3+3H2S
как минимум в этой реакции выделяется сероводород, который реагирует с щелочью
его молярная масса - 34г/моль
второе соединение углерода может либо дать газ либо его не дать при кислотной обработке
т.к. плотность по азоту равна 0.5714
то М газа оставшегося = D*N2=28*0.5714=16
такая масса молярная соответствует метану
значит второе соединение было -карбид алюминия
Al4C3+12Hcl=4AlCl3+3ch4

Answer 2

Давайте рассмотрим данную задачу поэтапно.

а) Первым шагом была обработка смеси сульфида алюминия (Al2S3) с соляной кислотой (HCl). В результате этой реакции произошло образование газа в виде сероводорода (H2S) и растворения алюминия (Al) в форме алюминий хлорида (AlCl3). Уравнение этой реакции:

Al2S3 + 6HCl -> 2AlCl3 + 3H2S

Затем, выделившийся газ (H2S) был пропущен через избыток раствора щелочи (NaOH). В этой реакции происходит образование сульфида натрия (Na2S) и воды (H2O). Уравнение этой реакции:

3H2S + 6NaOH -> 3Na2S + 6H2O

При этой реакции объем газа уменьшился вдвое, потому что каждый молекула H2S превращается в две молекулы H2O.

б) Теперь рассчитаем состав исходной смеси в массовых долях. Давайте предположим, что исходная масса смеси составляет "x" граммов, и в этой смеси "y" граммов - это сульфид алюминия (Al2S3). Таким образом, масса второго соединения (HCl) составит "x - y" граммов.

1 моль Al2S3 молекулярной массой 150 г содержит 2 моли H2S молекулярной массой 34 г. Поэтому соотношение масс Al2S3 и H2S в реакции 150 г / 34 г = 75/17.

Согласно уравнению реакции, каждый моль Al2S3 дает 3 моля H2S. Таким образом, в массовых долях Al2S3 и H2S соотношение составляет 75/17 : 3 = 75/51.

Теперь мы знаем, что массовая доля Al2S3 в смеси составляет 75/126 = 25/42, а массовая доля HCl равна (x - y)/x. Так как объем газа уменьшился вдвое, то массовая доля HCl в смеси также составит 25/42.

в) Для расчета объема газа (н.у.), выделившегося при обработке 12 г исходной смеси избытком раствора щелочи, сначала найдем количество молей H2S в исходной смеси, а затем используем закон Дальтона для объемов газов.

Масса H2S в 12 г исходной смеси равна массовой доле H2S в смеси умноженной на общую массу смеси:

Масса H2S = (25/42) * 12 г ≈ 7.14 г

Теперь найдем количество молей H2S:

Молярная масса H2S = 2 * 1 + 32 = 34 г/моль

Количество молей H2S = Масса / Молярная масса = 7.14 г / 34 г/моль ≈ 0.21 моль

Теперь, когда у нас есть количество молей H2S, мы можем использовать закон Дальтона для объемов газов. Этот закон гласит, что смесь газов занимает объем, равный сумме объемов каждого газа при одинаковых условиях (н.у.). Поскольку объем газа уменьшился вдвое, объем выделившегося H2S равен половине исходного объема:

V(H2S) = (1/2) * V(исходной смеси)

Объем исходной смеси можно найти, зная, что 1 моль газа при н.у. занимает 22.4 литра. Таким образом, объем исходной смеси равен:

V(исходной смеси) = количество молей H2S * 22.4 л/моль = 0.21 моль * 22.4 л/моль ≈ 4.70 литров

Теперь можем найти объем выделившегося H2S:

V(H2S) = (1/2) * 4.70 л ≈ 2.35 литров

Таким образом, объем газа (н.у.), выделившегося при обработке 12 г исходной смеси избытком раствора щелочи, равен приближенно 2.35 литров.