Question

Сплав магния и алюминия массой 3,9 г полностью растворили в 500 г
соляной кислоты(w=0,05),при этом получено 4,48 дм3 газа .
Найдите:а) химическое количество металлов в сплаве. б) массовые доли веществ в конечном растворе.

Answer 1

Пишем реакции
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
Считаем количество вещества водорода
n = V / Vm = 4.48 / 22.4 = 0.2 моль (m(H2) = n * M = 0.2 * 2 = 0.4 г)
Пусть количество вещества водорода со второй реакции = х моль, тогда количество вещества водорода с первой реакции = 0.2 - х моль
По уравнению количество вещества магния = 0.2 - х моль, а количество вещества алюминия = 2х / 3 моль
Составляем уравнение на основании формулы расчета массы: m = n * M
24 * (0.2 - x) + 27 * (2x / 3) = 3.9
4.8 - 24x + 54x / 3 = 3.9
4.8 - 24x + 18x = 3.9
6x = 0.9
x = 0.15
Посчитаем массу магния в сплаве
m = n * M = (0.2 - 0.15) * 24 = 1.2 г (ну, а алюминий все остальное)
Считаем массу конечного раствора при условии, что водород ушел
500 + 3.9 - 0.4 = 503.5 г
По уравнению первой реакции израсходовано вдвое больше кислоты чем образовалось водорода, т.е. 0.05 * 2 = 0.1 моль
По уравнению второй реакции также израсходовано вдвое больше кислоты чем образовалось водорода, т.е. 0.15 * 2 = 0.3 моль
Считаем всю кислоту, которая израсходовалась
m = n * M = 0.4 * 36.5 = 14.6 г
Считаем сколько кислоты было в начальном растворе
m = w * m(раствора) = 0.05 * 500 = 25 г
Значит осталось кислоты: 25 - 14.6 = 10.4 г
Считаем массовую долю кислоты
w = m(HCl) / m(раствора) = 10.4 / 503.5 = 0.02 или 2%
По уравнению хлорида магния столько же, сколько и водорода в первой реакции, т.е. 0.05 моль
Считаем массу хлорида магния
m = n * M = 0.05 * 95 = 4.75 г
Считаем массовую долю хлорида магния
w = m(MgCl2) / m(раствора) = 4.75 / 503.5 = 0.0094 или 0.94%
Хлорида алюминия в 1,5 раза меньше чем водорода во второй реакции, т.е. 0.15 / 1.5 = 0.1 моль
Считаем массу хлорида алюминия
m = n * M = 0.1 * 133.5 = 13.35 г
Считаем массовую долю хлорида алюминия
w = m(AlCl3) / m(раствора) = 13.35 / 503.5 = 0.0265 или 2.65%