Question

Умоляю, решите: Для растворения 1,26 г сплава магния с алюминием использовано 35 мл 19,6%-ного раствора серной кислоты (ρ = 1,1 г/мл). Избыток кислоты вступил в реакцию с 28,6 мл раствора гидрокарбоната калия с концентрацией 1,4 моль/л. Определите массовые доли металлов в сплаве и объем газа (н.у.), выделившегося при растворения сплава.

Answer 1

Геморройная задачка.
Уравнения реакций:
2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2
Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2
H2SO4 + 2KHCO3 = K2SO4 + 2H2O + 2CO2
Рассчитаем количество вещества серной кислоты:
n = $\frac{p*V*w}{M}$ = 35мл*1,1г/мл*0,196/98г/моль = 0,077 моль 
Рассчитаем количество вещества гидрокарбоната калия:
n = C*V = 1,4 моль/л * 0,0286л = 0,04 моль
По уравнению реакции:
n(H2SO4) = 1/2n(KHCO3) = 0.02 моль - это и есть то избыточное количество вещества серной кислоты
Рассчитаем количество вещества серной кислоты которое растворило исходный сплав.
n(H2SO4) = 0,077 моль - 0,02 моль = 0,057 моль
Теперь, пусть n(Al) = x моль, n(Mg) = y моль, тогда:
m(Al) = 27x грамм
m(Mg) = 24y грамм
По уравнению реакции:
n(H2SO4)  = 1.5n(Al) = 1,5х моль
n(H2SO4) = n(Mg) = y моль
Составим уравнения:
Для сплава: 27х + 24у = 1,26г
Для кислоты: 1,5х + у = 0,057 моль
Составим систему:
$\left \{ {{1,5x + y = 0.057} \atop {27x + 24y = 1.26 }} \right.$ Можно я не буду расписывать решение этой системы)))
Решая получим:
х = 0,012 моль
у = 0,039 моль
Рассчитаем массы металлов:
m(Al) = 0,012моль*27г/моль = 0,324 грамм
m(Mg) = 0,039моль*24г/моль = 0,936 грамм
Рассчитаем массовые доли металлов в сплаве:
w(Al) = m(Al)/m(спл.)*100% = 0,324г/1,26г*100% = 25,7%
w(Mg) = m(Mg)/m(спл.)*100% = 0,936г/1,26г *100% = 74,3%
По уравнениям реакций:
n(H2 в результате обеих реакций) = n(H2SO4 нужной для растворения сплава) = 0,057 моль
Рассчитаем объем:
V(H2) = Vm*n = 224,л/моль*0,057моль = 1,2768л
Ответ: w(Al) = 25.7%, w(Mg) = 74.3%, V(H2) = 1.2768 л
Вот так вот) На здоровье)

Answer 2

Давайте разберемся с задачей шаг за шагом.

1. Растворение сплава магния с алюминием: Сначала найдем количество молекул серной кислоты, которое будет реагировать с магнием из сплава.

Масса магния: \(1,26 \, \text{г}\)

Молярная масса магния: \(24,31 \, \text{г/моль}\)

Количество молекул магния: \(\frac{1,26}{24,31} \, \text{моль}\)

Согласно уравнению реакции: \[ \text{Mg} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{MgSO}_4 + \text{H}_2 \]

Одна моль магния реагирует с одной молью \(H_2SO_4\). Таким образом, количество молекул \(H_2SO_4\), реагирующих с магнием, равно количеству молекул магния.

Общее количество молекул \(H_2SO_4\): \[ \text{Молярность} \times \text{Объем} = 0,196 \times 35 \times 10^{-3} \, \text{моль} \]

Количество молекул \(H_2SO_4\) взаимодействующих с магнием: \[ \frac{1,26}{24,31} \, \text{моль} \]

2. Определение избытка \(H_2SO_4\): Избыток \(H_2SO_4\) вступил в реакцию с \(K_2CO_3\). Согласно уравнению реакции: \[ \text{H}_2\text{SO}_4 + \text{K}_2\text{CO}_3 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{K}_2\text{SO}_4 \]

Количество молекул \(H_2SO_4\) в избытке: \[ (\text{Молярность} \times \text{Объем}) - \frac{1,26}{24,31} \, \text{моль} \]

3. Рассчет массы \(K_2CO_3\): Найдем массу \(K_2CO_3\) по количеству молекул в реакции.

Количество молекул \(K_2CO_3\): \[ \text{Молярность} \times \text{Объем} = 1,4 \times 28,6 \times 10^{-3} \, \text{моль} \]

Молярная масса \(K_2CO_3\): \(138,2 \, \text{г/моль}\)

Масса \(K_2CO_3\): \[ 1,4 \times 28,6 \times 10^{-3} \times 138,2 \, \text{г} \]

4. Расчет массы \(CO_2\): По уравнению реакции, каждая моль \(K_2CO_3\) образует одну моль \(CO_2\). Таким образом, масса \(CO_2\) равна массе \(K_2CO_3\).

5. Определение массовых долей металлов: Массовая доля магния в сплаве: \[ \frac{\text{Масса магния}}{\text{Масса сплава}} \times 100 \]

Массовая доля алюминия в сплаве: \[ 100 - \text{Массовая доля магния} \]

6. Определение объема газа (нормальных условиях): Используем уравнение состояния газа: \(PV = nRT\).

Где: - \(P\) - давление газа (нормальное давление), - \(V\) - объем газа, - \(n\) - количество молекул газа, - \(R\) - универсальная газовая постоянная, - \(T\) - температура в кельвинах.

Нормальные условия: - Температура (\(T\)): \(273,15 \, \text{K}\), - Давление (\(P\)): \(1 \, \text{атм}\), - Универсальная газовая постоянная (\(R\)): \(0,0821 \, \text{л} \cdot \text{атм} / \text{моль} \cdot \text{K}\).

Выразим объем газа (\(V\)) и подставим известные значения.

Теперь, когда у нас есть все необходимые данные, давайте выполним расчеты.