Какие массовые доли веществ находятся в конечном растворе после удаления выпавшего осадка, при растворении 10,2

Винтик

54

Давайте решим данную задачу пошагово.

1. Сначала найдем количество молекул сплава магния с алюминием в растворе. Для этого воспользуемся формулой:

\[
n = \frac{m}{M}
\]

где \(n\) - количество молекул, \(m\) - масса вещества, \(M\) - молярная масса вещества.

Масса сплава магния с алюминием равна 10,2 г. Молярная масса магния равна примерно 24 г/моль, а молярная масса алюминия равна примерно 27 г/моль.

Таким образом, молярная масса сплава магния с алюминием составляет примерно 51 г/моль:

\[
M = 24 \, \text{г/моль} + 27 \, \text{г/моль} = 51 \, \text{г/моль}
\]

Используя формулу, можем найти количество молекул сплава магния с алюминием:

\[
n = \frac{10,2 \, \text{г}}{51 \, \text{г/моль}} \approx 0,2 \, \text{моль}
\]

2. Теперь найдем массу выпавшего осадка после реакции с раствором соляной кислоты. Для этого воспользуемся уравнением реакции.

Сплав магния с алюминием реагирует с соляной кислотой по следующему уравнению:

\[
MgAl + 6HCl \rightarrow 3H_2 + MgCl_2 + AlCl_3
\]

Из уравнения следует, что каждый моль сплава магния с алюминием взаимодействует с 6 молями соляной кислоты. Таким образом, для реакции требуется:

\[
0,2 \, \text{моль} \times 6 = 1,2 \, \text{моль} \, HCl
\]

3. Определим массу соляной кислоты, соответствующую 1,2 моль HCl. Для этого воспользуемся молярной массой соляной кислоты:

\[
M_{HCl} = 36,5 \, \text{г/моль}
\]

Таким образом, масса соляной кислоты, необходимой для реакции с 1,2 моль HCl, равна:

\[
m_{HCl} = 1,2 \, \text{моль} \times 36,5 \, \text{г/моль} \approx 43,8 \, \text{г}
\]

4. Найдем объем раствора соляной кислоты, соответствующий массе, определенной в предыдущем шаге. Для этого воспользуемся формулой:

\[
V = \frac{m}{\rho}
\]

где \(V\) - объем раствора, \(m\) - масса раствора, \(\rho\) - плотность раствора.

У нас дано значение плотности соляной кислоты, равное 1,183 г/мл. Тогда:

\[
V = \frac{43,8 \, \text{г}}{1,183 \, \text{г/мл}} \approx 37 \, \text{мл}
\]

5. Учитывая, что изначальный объем раствора соляной кислоты составлял 101,4 мл, объем выпавшего осадка можно найти, вычитая объем соляной кислоты, использованной для реакции, из исходного объема:

\[
V_{\text{осадок}} = 101,4 \, \text{мл} - 37 \, \text{мл} = 64,4 \, \text{мл}
\]

6. Теперь определим количество вещества в растворе соляной кислоты, учитывая, что исходный объем равен 101,4 мл:

\[
n_{\text{HCl}} = \frac{m_{\text{HCl}}}{M_{\text{HCl}}} = \frac{43,8 \, \text{г}}{36,5 \, \text{г/моль}} \approx 1,2 \, \text{моль}
\]

7. Повторим аналогичные шаги для раствора гидроксида натрия. Масса раствора гидроксида натрия определяется также, как в шаге 3:

\[
m_{\text{NaOH}} = 1,2 \, \text{моль} \times 40 \, \text{г/моль} = 48 \, \text{г}
\]

8. Найдем объем раствора гидроксида натрия, соответствующий данной массе:

\[
V_{\text{NaOH}} = \frac{m_{\text{NaOH}}}{\rho_{\text{NaOH}}} = \frac{48 \, \text{г}}{1,28 \, \text{г/мл}} \approx 37,5 \, \text{мл}
\]

9. Учитывая, что обработка раствором гидроксида натрия проводится с объемом 156,2 мл, объем раствора после удаления осадка составляет:

\[
V_{\text{раствор}} = 156,2 \, \text{мл} - 37,5 \, \text{мл} = 118,7 \, \text{мл}
\]

10. Вычислим массовую долю веществ в конечном растворе, используя массу и объем раствора:

Масса исходного сплава магния с алюминием составляет 10,2 г.

Масса выпавшего осадка после реакции с соляной кислотой составляет 43,8 г.

Масса раствора гидроксида натрия составляет 48 г.

Общая масса компонентов находится в конечном растворе:

\[
m_{\text{конечный}} = m_{\text{исходный}} - m_{\text{осадок}} + m_{\text{NaOH}} = 10,2 \, \text{г} - 43,8 \, \text{г} + 48 \, \text{г} = 14,4 \, \text{г}
\]

Массовая доля каждого компонента определяется отношением его массы к общей массе:

Массовая доля сплава магния с алюминием:

\[
\frac{m_{\text{исходный}}}{m_{\text{конечный}}} = \frac{10,2 \, \text{г}}{14,4 \, \text{г}} \approx 0,7083
\]

Массовая доля соляной кислоты:

\[
\frac{m_{\text{осадок}}}{m_{\text{конечный}}} = \frac{43,8 \, \text{г}}{14,4 \, \text{г}} \approx 3,0417
\]

Массовая доля гидроксида натрия:

\[
\frac{m_{\text{NaOH}}}{m_{\text{конечный}}} = \frac{48 \, \text{г}}{14,4 \, \text{г}} \approx 3,3333
\]

Таким образом, массовые доли веществ в конечном растворе равны примерно 0,7083 для сплава магния с алюминием, 3,0417 для соляной кислоты и 3,3333 для гидроксида натрия.

Ответ: Массовые доли веществ в конечном растворе после удаления осадка составляют примерно 0,7083 для сплава магния с алюминием, 3,0417 для соляной кислоты и 3,3333 для гидроксида натрия.