Алюминиевую болванку массой 5,4 г, содержащую 10% примесей, обработали соляной кислотой. Какой объем водорода (н.у.) при этом выделится? Какая масса 10%-ного раствора кислоты для этого потребуется?

Дано:

m(техническийAI )=5,4г.

ω%(примесей)=10%

ω%(раствораHCI)=10%

Vm=22,4л./моль

---------------------------------

m(HCI)-? V(H₂)-?

Решение:

1. Определим массу примесей:

m(прим.)= ω%(прим)×m(техн.AI) ÷ 100%=10%×5,4г÷100%=0,54г.

2. Определим массу чистого алюминия:

m(AI) =m(техн.AI) -m(прим.)=5,4г.-0,54г.=4,86г.

3. Определим молярную массу алюминия и его количество вещества в 4,86г.:

M(AI)=27г./моль

n₁(AI)=m(AI)÷M(AI)=4,86г.÷27г./моль=0,18моль

4. Запишем уравнение реакции:

2AI+6HCI=2AICI₃+3H₂

по уравнению реакции:

n(AI)=2моль n(HCI)=6моль  

4. Определим массу раствора соляной кислоты количеством 6моль:

m(раствораHCI)=n(HCI)xM(HCI)=6мольх36,5г./моль=219г.

5.  Определим массу 10% соляной кислоты:

m(HCI)=ω%(раствора)×m(раствораHCI)÷100%

m(HCI)=10%×219г.÷100%=21,9г.

6. Определим количество вещества в 21,9г. соляной кислоты:

n₁(HCI)=21,9г.÷36,5г./моль=0,6моль

6. Запишем уравнение реакции:

2AI+6HCI=2AICI₃+3H₂

по уравнению реакции:

n(AI)=2моль n(HCI)=6моль  n(H₂)=3моль

по условию задачи:

n₁(AI)=0,2моль n₁(HCI)=0,6моль  n₁(H₂)=0,3моль

7. Определим объем водорода количеством вещества 0,3моль:

V(H₂)=n₁(H₂)xVm=0,3мольх22,4л./моль=6,72л.

8.Ответ: потребуется масса соляной кислоты 21,9г. и выделится 6,72л. водорода.