Question

При обработке смеси опилок железа и алюминием избытком 10%-ного раствора соляной кислоты выделилось 8,96 л (н.у.) газа. При обработке такого же образца смеси избытком 10%-ного раствора гидроксида натрия выделилось 6,72л (н.у.) газа. Определите массовую долю железа в исходной смеси металлов

Answer 1

1)2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2

n(H2)=6,72:22,4=0,3;V(H2)=0,3*22,4=6,72; n(Al)=0,2; m(Al)=0,2*27=5,4;

2)Fe+2HCl=FeCl2+H2

V(H2)=8,96-6,72=2,24; n(H2)=2,24:22,4=0,1; n(Fe)=0,1; m(Fe)=0,1*56=5,6;

W(Al)=5,4:(5,4+5,6)=0,49(49%); W(Fe)=51%

Answer 2

Давай разберёмся. У нас есть два процесса обработки одной и той же смеси опилок железа и алюминия разными химическими веществами:

1. Обработка соляной кислотой, которая выделила 8,96 л (нормальных условий) газа. 2. Обработка раствором гидроксида натрия, который выделил 6,72 л (нормальных условий) газа.

Зная, что газы, возникающие в результате реакций, это водород (H2) от обоих химических веществ, можем предположить, что в обоих случаях взаимодействует только алюминий:

1. \(2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl3 + 3H2\) 2. \(2Al + 2NaOH + 6H2O \rightarrow 2Na[Al(OH)4] + 3H2\)

В первом случае по уравнению реакции на каждые 2 моля алюминия получаем 3 моля водорода, во втором - также на каждые 2 моля алюминия получаем 3 моля водорода. Это подтверждает, что алюминий реагирует с обоими веществами, и в обоих случаях образуется одинаковое количество водорода.

Теперь давайте определим, сколько моль водорода было выделено в результате обработки каждым веществом:

1. Соляная кислота: \(8,96 \, \text{л} \div 22,4 \, \text{л/моль} = 0,4 \, \text{моль}\) водорода. 2. Гидроксид натрия: \(6,72 \, \text{л} \div 22,4 \, \text{л/моль} = 0,3 \, \text{моль}\) водорода.

Общее количество водорода, выделенного при реакции с обоими веществами, составляет \(0,4 \, \text{моль} + 0,3 \, \text{моль} = 0,7 \, \text{моль}\).

Поскольку на каждые 2 моля алюминия получаем 3 моля водорода, это означает, что \(0,7 \, \text{моль}\) водорода соответствуют \(0,466 \, \text{молям}\) алюминия.

Теперь определим массовую долю алюминия в исходной смеси:

Пусть \(x\) - массовая доля алюминия. Тогда массовая доля железа будет \(1 - x\).

Молярная масса алюминия (Al) = 27 г/моль, молярная масса железа (Fe) = 56 г/моль.

Масса алюминия в смеси \(= 27 \, \text{г/моль} \times 0,466 \, \text{моль} = 12,582 \, \text{г}\).

Масса железа в смеси \(= 56 \, \text{г/моль} \times \left(\frac{0,7 \, \text{моль} \times (1 - x)}{2}\right)\).

С учетом того, что 2 моля алюминия дают 3 моля водорода:

\(\frac{56 \, \text{г/моль} \times 0,7 \, \text{моль} \times (1 - x)}{2} = 12,582 \, \text{г}\).

Решив это уравнение, мы найдем \(x\), массовую долю алюминия в смеси.