• Задача 5. Смесь цинковых и алюминиевых стружек общей массой 11,9 г растворили в избытке раствора соляной кислоты. При этом выделилось 0,8 г газообразного водорода. Рассчитайте массовые доли металлов в исходной смеси.

Ответы 1

  • Реакции растворения цинка и алюминия в соляной кислоте, это, соответственно: Zn + 2HCl = ZnCl_2 + H_2 , и 2Al + 6HCl = 2AlCl_3 + 3H_2 ;Значит, на каждый моль цинка выделяется один моль водорода, а на каждый моль алюминия выделяется 1.5 моля водорода (поскольку на 2 моля алюминия выделяется 3 моля водорода).Пусть массовая доля цинка равна  \varepsilon , тогда массовая доля алюминия будет  1 - \varepsilon . Количество цинка можно рассчитать, исходя из его молярной массы, как: u (Zn) = \varepsilon \cdot m / \mu (Zn) ;Аналогично, количество алюминия можно рассчитать, как: u (Al) = ( 1 - \varepsilon ) m / \mu (Al) ;С учётом того, что на каждый моль алюминия выделилось 1.5 моля водорода, найдём общее количество водорода: u(H_2) = u (Zn) + 1.5 u (Al) = \varepsilon \cdot m / \mu (Zn) + 1.5 ( 1 - \varepsilon ) m / \mu (Al) =  = m [ \varepsilon / \mu (Zn) + 1.5 ( 1 - \varepsilon ) / \mu (Al) ] =  = \frac{m}{ \mu (Zn) \cdot \mu (Al) } [ \varepsilon \cdot \mu (Al) + 1.5 ( 1 - \varepsilon ) \cdot \mu (Zn) ] =  = \frac{m}{ \mu (Zn) \cdot \mu (Al) } [ \varepsilon \cdot \mu (Al) + 1.5 \cdot \mu (Zn) - 1.5 \varepsilon \cdot \mu (Zn) ] ; u(H_2) = \frac{m}{ \mu (Zn) \cdot \mu (Al) } [ \varepsilon \cdot ( \mu (Al) - 1.5 \mu (Zn) ) + 1.5 \mu (Zn) ] ; формула [1]С другой стороны, общее количество водорода можно найти через молярную массу водорода, как: u (H_2) = m (H_2) / \mu (H_2)              формула [2]Приравняем выражения из формул [1] и [2], и получим: \frac{m}{ \mu (Zn) \cdot \mu (Al) } [ \varepsilon \cdot ( \mu (Al) - 1.5 \mu (Zn) ) + 1.5 \cdot \mu (Zn) ] = m (H_2) / \mu (H_2) ; \varepsilon \cdot ( \mu (Al) - 1.5 \mu (Zn) ) + 1.5 \mu (Zn) = \frac{ \mu (Zn) \cdot \mu (Al) }{m} \cdot \frac{ m (H_2) }{ \mu (H_2) } ; \varepsilon \cdot ( \mu (Al) - 1.5 \mu (Zn) ) = \frac{ \mu (Zn) \cdot \mu (Al) }{m} \cdot \frac{ m (H_2) }{ \mu (H_2) } - 1.5 \mu (Zn) ; \mu (Zn) \cdot \varepsilon \cdot ( \frac{ \mu (Al) }{ \mu (Zn) } - 1.5 ) = \mu (Zn) \cdot [ \frac{ \mu (Al) }{ \mu (H_2) } \cdot \frac{ m (H_2) }{m} - 1.5 ] ; \varepsilon \cdot ( \frac{ \mu (Al) }{ \mu (Zn) } - 1.5 ) = \frac{ \mu (Al) }{ \mu (H_2) } \cdot \frac{ m (H_2) }{m} - 1.5 ; \varepsilon = ( \frac{ \mu (Al) }{ \mu (H_2) } \cdot \frac{ m (H_2) }{m} - 1.5 ) / ( \frac{ \mu (Al) }{ \mu (Zn) } - 1.5 ) ;Вычислим  \varepsilon , исходя из данных в задаче величин: \mu (Zn) \approx 65 г/моль ; \mu (Al) \approx 26 г/моль ; \mu (H_2) \approx 2 г/моль ; \varepsilon \approx ( \frac{26}{2} \cdot \frac{0.8}{11.9} - 1.5 ) / ( \frac{26}{65} - 1.5 ) = ( \frac{ 26 \cdot 4 }{119} - 1.5 ) / ( 0.4 - 1.5 ) \approx  \approx ( 1.5 - 0.874 ) / 1.1 \approx 0.626 / 1.1 \approx 0.5691 = 56.91 \% \approx 56.9 \% . О т в е т : в смеси стружек содержалось: цинка –  56.9 \% по массе, и, соответственно: алюминия –  43.1 \% по массе.
    • Автор:

      kale
    • 6 лет назад
    • 0
  • Добавить свой ответ

Еще вопросы

Войти через Google

или

Забыли пароль?

У меня нет аккаунта, я хочу Зарегистрироваться

How much to ban the user?
1 hour 1 day 100 years