Question

Скільки грамів алюмінію, що містить 6% домішок прореагувало, з хлоридною кислотою, якщо при цьому виділилось 11,2 л водню?

Answer 1

Відповідь: 9,574 г

Дано:

ω(дом.) = 6% або 0,06

V(H2) = 11,2 л

m(Al) - ?

Пояснення:

n(H2) = V(H2)/Vm = 11,2 л/22,4 л/моль = 0,5 моль

М(Al) = 27 г/моль

Складаємо РХР:

2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑

З РХР бачимо, що n(Al) = 2/3n(H2)

n(Al) = 2/3*0,5 моль = 0,333 моль

Маса алюмінію без домішок становитиме:

m(Al) = n(Al)*M(Al) = 0,333 моль*27 г/моль =  9 г  

9 г - 94%

х г - 100%

х = m(техн. Al) = 9*100/94 = 9,574 г

Відповідь: 9,574 г

Answer 2

Щоб вирішити це завдання, ми можемо скористатися реакцією алюмінію з хлоридною кислотою та використати обсяг виділеного водню для розрахунку кількості реагентів.

Реакція між алюмінієм та хлоридною кислотою має вигляд:

$2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2$

За реакцією виділяється 3 молекули $H_2$ на 2 молекули алюмінію. Тобто, об'єм $H_2$ пропорційний кількості алюмінію.

Ваш об'єм $H_2$ становить 11,2 л, що вказано в умові задачі.

Тепер давайте розрахуємо кількість молекул $H_2$ за допомогою ідеального газу:

$PV = nRT$

де: $P$ - тиск (стандартний тиск для газів у задачах це 1 атмосфера), $V$ - об'єм газу, $n$ - кількість молекул газу (моль), $R$ - універсальна газова константа (0,0821 л•атм/(моль•K)), $T$ - температура (зазвичай взята в кельвінах).

Ми можемо записати рівняння для кількості молекул $H_2$:

$n = \frac{PV}{RT}$

Так як в умові задачі ми маємо стандартний тиск, то $P$ та $R$ не впливають на результат. Таким чином, ми можемо взяти:

$n \propto V$

Тепер, враховуючи, що маємо 3 молекули $H_2$ на 2 молекули алюмінію, ми можемо знайти кількість молекул алюмінію:

$n_{Al} = \frac{2}{3} \cdot n_{H_2}$

Згідно задачі, міститься 6% домішок. Тобто, реакція відбувається з 94% чистого алюмінію. Таким чином, кількість молекул чистого алюмінію буде:

$n_{Al_{pure}} = 0,94 \cdot n_{Al}$

Тепер ми можемо знайти масу алюмінію. Для цього використовуємо масу одного молекули алюмінію, яка дорівнює приблизно 27 г/моль:

$m_{Al_{pure}} = n_{Al_{pure}} \cdot M_{Al}$

де $M_{Al}$ - маса одного молекули алюмінію.

Таким чином, ми зможемо розрахувати масу алюмінію, що прореагувало з хлоридною кислотою.