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:

\[2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2\]

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:

\[nHCl = \frac{{nH_2}}{{3}} = \frac{{3.36 \, \text{(н.у.)}}}{{3}} \approx 1.12 \, \text{моль}\]

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

\[ \text{Массовая доля HCl} = \frac{{mHCl}}{{mTotal}} \times 100\% \]

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:

\[ \text{Массовая доля HCl} = \frac{{mHCl}}{{mTotal}} \times 100\% = \frac{{40.825 \, \text{г}}}{{259.825 \, \text{г}}} \times 100\% \approx 15.72\% \]

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