Question

Навеску массой 52,4 g, изготовленную из сплава, состоящего из Al, Mg, Zn, Fe поместили в соляную кислоту, при этом выделилось 1,1 mol газа. Другую навеску этого же сплава такой же массы поместили в раствор щелочи, при этом выделилось 20,16 / (н.у.) газа. Найдите сумму масс (g) Mg и Fe в навеске сплава, если известно, что в данном сплаве число атомов Zn в 3 раза больше, чем число атомов Аl​

Answer 1

Пусть в сплаве x моль Al, тогда n(Zn) = 3x моль

Zn + 2NaOH + 2H₂O = Na₂[Zn(OH)₄] + H₂

2Al + 2NaOH + 6H₂O = 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂

n(H₂) = 20,16 : 22,4 = 0,9 моль

3x + 1,5x = 0,9

x = 0,2 моль,

m(Zn) = 3 · 0,2 · 65 = 39 г

m(Al) =  0,2 · 27 = 5,4 г

m(Mg + Fe) =  52,4 - 39 - 5,4  = 8 г

(в задаче оказались лишние данные)

Answer 2

Давайте начнем с того, что нам дана масса навески сплава (52,4 г). Нам также известно, что в данном сплаве число атомов Zn в 3 раза больше, чем число атомов Al. Давайте представим массовые проценты каждого из элементов в сплаве:

1. Пусть массовый процент Al в сплаве равен x.
2. Так как число атомов Zn в 3 раза больше, чем число атомов Al, массовый процент Zn равен 3x.
3. Также у нас есть Mg и Fe, но для начала мы не знаем их массовых процентов.

Теперь мы можем создать уравнение на основе массовых процентов всех элементов:

x + 3x + (массовый процент Mg) + (массовый процент Fe) = 100%

4x + (массовый процент Mg) + (массовый процент Fe) = 100%

Теперь, чтобы найти массовые проценты Mg и Fe, нам нужно воспользоваться информацией о реакциях с кислотой и щелочью.

1. Реакция с кислотой:

Мы знаем, что при реакции с соляной кислотой выделилось 1,1 моль газа. Поскольку сплав содержит Al, Mg, Zn и Fe, предположим, что этот газ - водород (H2).

Масса 1 моля водорода (H2) равна приблизительно 2 граммам. Таким образом, масса газа, выделившегося при реакции с кислотой, составляет 1,1 моль * 2 г/моль = 2,2 г.

Поскольку этот газ выделился при реакции с металлами в сплаве, давайте предположим, что он происходит от реакции с Mg:

Массовый процент Mg = (масса Mg в г) / (общая масса сплава в г) * 100%

Массовый процент Mg = (2,2 г) / (52,4 г) * 100% ≈ 4,198%

2. Реакция с щелочью:

Мы знаем, что при реакции с щелочью выделилось 20,16 / (н.у.) газа. Поскольку это газ, выделяющийся при реакции с щелочью, мы предполагаем, что это водород (H2).

Массовый процент Fe = (масса Fe в г) / (общая масса сплава в г) * 100%

Массовый процент Fe = (20,16 / (н.у.) г) / (52,4 г) * 100%

Для дальнейших расчетов нам потребуется знать молярную массу водорода (н.у.). Она равна примерно 2 г/моль.

Массовый процент Fe = (20,16 г / 2 г/моль) / (52,4 г) * 100%

Массовый процент Fe ≈ 19,23%

Теперь у нас есть массовые проценты Mg и Fe:

Массовый процент Mg ≈ 4,198% Массовый процент Fe ≈ 19,23%

Теперь мы можем использовать эти массовые проценты, чтобы найти массу Mg и Fe в сплаве:

1. Масса Mg = (Массовый процент Mg / 100) * Общая масса сплава Масса Mg = (4,198% / 100) * 52,4 г ≈ 2,2 г

2. Масса Fe = (Массовый процент Fe / 100) * Общая масса сплава Масса Fe = (19,23% / 100) * 52,4 г ≈ 10,1 г

Теперь найдем сумму масс Mg и Fe:

Сумма масс Mg и Fe = 2,2 г + 10,1 г = 12,3 г

Итак, суммарная масса Mg и Fe в навеске сплава составляет приблизительно 12,3 грамма.