Question

При обработке 8,7 г смеси меди, железа и алюминия избытком раствора соляной кислоты выделилось 4,48 л газа (н.у.), а при действии на такое же количество смеси концентрированной азотной кислоты выделилось 2,24 л газа (н.у.). Определить массовые доли металлов в исходной смеси.

Answer 1

W Fe=32,18% WCu=36,78% W Al=31%

Answer 2

Дано:

Объем выделенного газа при реакции с соляной кислотой: V1 = 4,48 л Объем выделенного газа при реакции с азотной кислотой: V2 = 2,24 л

Нам известно, что газ, выделяющийся при реакции с соляной кислотой, представляет собой водород (H2), а газ, выделяющийся при реакции с азотной кислотой - оксид азота (NO или NO2).

Найдем количество вещества (в молях) выделившегося газа по формуле: n = V / Vm

где n - количество вещества (в молях), V - объем выделенного газа (в литрах), Vm - молярный объем газа при нормальных условиях (Vm = 22,4 л/моль).

Для водорода: n1 = V1 / Vm = 4,48 л / 22,4 л/моль = 0,2 моль

Для оксида азота: n2 = V2 / Vm = 2,24 л / 22,4 л/моль = 0,1 моль

Из известных соотношений реакций рассчитаем количество металлов в исходной смеси:

1) Реакция железа с соляной кислотой: Fe + 2HCl -> FeCl2 + H2↑

Из уравнения реакции видно, что на 1 моль железа выделяется 1 моль водорода. Таким образом, в исходной смеси содержится:

n(Fe) = n1 = 0,2 моль

2) Реакция алюминия с азотной кислотой: 2Al + 6HNO3 -> 2Al(NO3)3 + 3H2O + 2NO2↑

Из уравнения реакции видно, что на 2 моля алюминия выделяется 2 моля оксида азота. Значит, в исходной смеси содержится:

2 * n(Al) = n2 n(Al) = n2 / 2 = 0,1 моль / 2 = 0,05 моль

Теперь можно вычислить массовые доли металлов в исходной смеси. Для этого воспользуемся формулой:

m = n * M

где m - масса вещества (в граммах), n - количество вещества (в молях), M - молярная масса вещества (в граммах/моль).

Масса железа (m(Fe)): m(Fe) = n(Fe) * M(Fe)

Масса алюминия (m(Al)): m(Al) = n(Al) * M(Al)

Молярные массы: M(Fe) = 55,85 г/моль M(Al) = 26,98 г/моль

Вычислим массу железа: m(Fe) = 0,2 моль * 55,85 г/моль = 11,17 г

Вычислим массу алюминия: m(Al) = 0,05 моль * 26,98 г/моль = 1,35 г

Таким образом, массовые доли металлов в исходной смеси составляют:

Массовая доля железа (ферума): m(Fe) / (m(Fe) + m(Al)) * 100% Массовая доля алюминия: m(Al) / (m(Fe) + m(Al)) * 100%

Подставляем значения: Массовая доля железа: 11,17 г / (11,17 г + 1,35 г) * 100% ≈ 89,2% Массовая доля алюминия: 1,35 г / (11,17 г + 1,35 г) * 100% ≈ 10,8%

Таким образом, массовая доля железа составляет примерно 89,2%, а массовая доля алюминия - примерно 10,8%.