Question

Смесь порошков алюминия и железа реагирует с 806 мл 10%- ного раствора серной кистлоты (р=2,07г/мл). При взаимодействии такой же массы смеси с избытком раствора гидроксида натрия выделяется 14,78 л водорода( н.у.). Определите массовую долю железа

Answer 1

Давайте разберемся с реакцией и найдем массовую долю железа в смеси.

Реакция между порошками алюминия и железа с серной кислотой можно представить следующим образом:

\[ 2Al + 6Fe + 12H_2SO_4 \rightarrow 3H_2 + 2Al_2(SO_4)_3 + 6FeSO_4 + 6H_2O \]

Из уравнения видно, что 2 моль алюминия реагируют с 6 молями железа. Таким образом, соотношение масс алюминия и железа равно 27 г (масса молекулы алюминия) к 6 * 56 г (масса молекулы железа), что упрощается до 9 г алюминия к 56 г железа.

Теперь рассмотрим реакцию с избытком гидроксида натрия:

\[ 2Al + 6Fe + 12NaOH + 18H_2O \rightarrow 3H_2 + 2Na_2[Al(OH)_6] + 6NaFe(OH)_4 \]

Из уравнения видно, что 2 моль алюминия реагируют с 6 молями железа, как и в предыдущей реакции. Таким образом, соотношение масс алюминия и железа остается неизменным.

Теперь рассмотрим выделение водорода. 14,78 л водорода при н.у. соответствуют 14,78 / 22.4 моль водорода. Из уравнения реакции с серной кислотой видно, что каждые 6 молей железа соответствуют 3 молям молекул водорода. Таким образом, соотношение масс железа к водороду равно 6 к 3, что упрощается до 2 к 1.

Итак, у нас есть два уравнения:

1. \[ \text{Масса алюминия} : \text{Масса железа} = 9 : 56 \] 2. \[ \text{Масса железа} : \text{Масса водорода} = 2 : 1 \]

Решив эти уравнения, мы можем определить массовую долю железа в смеси. Пожалуйста, рассчитайте.