Чтобы рассчитать массовую долю хлороводорода в соляной кислоте, когда при обработке избытка алюминия масса

Lisenok

8

Хорошо, давайте рассмотрим задачу.

Мы должны рассчитать массовую долю хлороводорода в соляной кислоте на основе данных о массе алюминия и объеме выделявшегося водорода.

Первым шагом нам необходимо определить количество вещества алюминия, с которым мы работали. Для этого воспользуемся уравнением реакции между алюминием и соляной кислотой:

$$2Al+6HCl\to 2AlC{l}_3+3H_2$$

Согласно уравнению, каждые 2 моля алюминия реагируют с 6 молями соляной кислоты и образуют 3 моля водорода. Поэтому для определения количества вещества алюминия (nAl) нам необходимо поделить его массу (mAl) на молярную массу алюминия (MAl).

Молярная масса алюминия (MAl) составляет 26.98 г/моль. Подставим известные значения:

$$nAl=\frac{mAl}{MAl}=\frac{219\text{г}}{26.98\text{г/моль}}\approx 8.115\text{моль}$$

Далее, мы видим, что каждые 6 моль соляной кислоты реагируют с 3 молями водорода. Таким образом, количество вещества соляной кислоты (nHCl), соответствующее выделившемуся объему водорода, можно вычислить, используя соотношение:

$$nHCl=\frac{n{H}_2}{3}=\frac{3.36\text{(н.у.)}}{3}\approx 1.12\text{моль}$$

Наконец, чтобы рассчитать массовую долю хлороводорода (масса HCl), мы должны разделить массу вещества соляной кислоты (mHCl) на общую массу смеси (mTotal), используя следующее соотношение:

$$\text{Массовая доля HCl}=\frac{mHCl}{mTotal}\times 100\mathrm{\%}$$

Чтобы вычислить mHCl и mTotal, воспользуемся изначальной массой алюминия:

$$mHCl=nHCl\times MHCl=1.12\text{моль}\times 36.46\text{г/моль}\approx 40.825\text{г}$$

Общая масса смеси (mTotal) равна сумме масс алюминия и соляной кислоты:

$$mTotal=mAl+mHCl\approx 219\text{г}+40.825\text{г}\approx 259.825\text{г}$$

Теперь, подставив известные значения в формулу, мы можем найти массовую долю хлороводорода:

$$\text{Массовая доля HCl}=\frac{mHCl}{mTotal}\times 100\mathrm{\%}=\frac{40.825\text{г}}{259.825\text{г}}\times 100\mathrm{\%}\approx 15.72\mathrm{\%}$$

Таким образом, массовая доля хлороводорода в соляной кислоте составляет около 15.72%.