Question

На 20г смеси алюминия и меди,где содержание меди составляет 10%,подействовали раствором соляной кислоты.При этом выделилось 20л водорода (н.у). Найдите объемную долю выхода водорода от теоретически возможного выхода.

Answer 1

Решение задачи в фото

Answer 2

Чтобы найти объемную долю выхода водорода от теоретически возможного выхода, давайте сначала определим химическую реакцию между смесью алюминия и меди и соляной кислотой:

\[ \text{Al} + \text{CuO} + 6\text{HCl} \rightarrow 2\text{AlCl}_3 + 3\text{H}_2O + 3\text{Cu} \]

С учетом, что медь (Cu) содержится в смеси на 10%, мы можем предположить, что изначально было 20 г смеси, и 10% из них (2 г) - это медь (Cu).

Молярная масса алюминия (Al) - примерно 27 г/моль, меди (Cu) - примерно 63,5 г/моль, водорода (H₂) - примерно 2 г/моль.

Масса меди (Cu), участвующей в реакции, равна массе смеси, умноженной на долю меди:

\[ \text{Масса Cu} = 20 \, \text{г} \times 0,10 = 2 \, \text{г} \]

Теперь найдем количество молей меди (Cu) и алюминия (Al):

\[ \text{Моли Cu} = \frac{\text{Масса Cu}}{\text{Молярная масса Cu}} \]

\[ \text{Моли Al} = \frac{\text{Масса смеси} - \text{Масса Cu}}{\text{Молярная масса Al}} \]

С учетом балансировки реакции, каждый моль меди приводит к выделению трех молей водорода, так что количество молей водорода (H₂) будет:

\[ \text{Моли H}_2 = 3 \times \text{Моли Cu} \]

Теперь мы можем использовать уравнение состояния идеального газа для нахождения объема выделенного водорода при нормальных условиях (н.у.):

\[ PV = nRT \]

где: - \( P \) - давление (н.у. - 1 атм), - \( V \) - объем, - \( n \) - количество молей водорода, - \( R \) - универсальная газовая постоянная (0,0821 л·атм/(моль·K)), - \( T \) - температура (н.у. - 273 K).

Мы ищем объем водорода, так что уравнение можно переписать для объема:

\[ V = \frac{nRT}{P} \]

Подставим значения:

\[ V = \frac{3 \times \text{Моли Cu} \times 0,0821 \times 273}{1} \]

Теперь мы можем вычислить теоретически возможный объем водорода.

Теперь, чтобы найти объемную долю выхода водорода, мы делим фактический объем (20 л) на теоретически возможный объем:

\[ \text{Объемная доля} = \frac{\text{Фактический объем}}{\text{Теоретически возможный объем}} \]

\[ \text{Объемная доля} = \frac{20}{\text{Теоретически возможный объем}} \]

Подставим значения и решим уравнение.