Какое количество водорода высвобождается при нормальных условиях, если сплав с массовыми долями элементов: Al – 10%

Osen

55

Для решения задачи нам нужно использовать химическую реакцию, описывающую растворение сплава в соляной кислоте:

\[\text{Zn} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2\]

Эта реакция говорит нам, что каждый атом цинка \( \text{Zn} \) реагирует с двумя молекулами соляной кислоты \( \text{HCl} \), чтобы образовать одну молекулу хлорида цинка \( \text{ZnCl}_2 \) и одну молекулу водорода \( \text{H}_2 \).

Перед тем, как продолжить с решением, мы должны найти количество вещества сплава алюминия, цинка и магния, используя молярную массу каждого элемента.

Молярная масса алюминия \( \text{Al} \) = 26.98 г/моль
Молярная масса цинка \( \text{Zn} \) = 65.38 г/моль
Молярная масса магния \( \text{Mg} \) = 24.31 г/моль

Теперь мы можем вычислить количество вещества каждого элемента в данном сплаве, используя его массовую долю и молярную массу:

Масса сплава \( \text{Al} + \text{Zn} + \text{Mg} = 10\% + 4\% + 80\% = 100\% \)

Предположим, у нас есть 100 г сплава. Тогда:

Масса алюминия = \( 10\% \) от 100 г = 10 г
Масса цинка = \( 4\% \) от 100 г = 4 г
Масса магния = \( 80\% \) от 100 г = 80 г

Теперь, вычислим количество вещества каждого элемента, используя формулу:

Количество вещества = \(\frac{{\text{масса вещества}}}{{\text{молярная масса вещества}}}\)

Количество вещества алюминия \( n_{\text{Al}} = \frac{{10 \, \text{г}}}{{26.98 \, \text{г/моль}}} = 0.37 \, \text{моль}\)
Количество вещества цинка \( n_{\text{Zn}} = \frac{{4 \, \text{г}}}{{65.38 \, \text{г/моль}}} = 0.06 \, \text{моль}\)
Количество вещества магния \( n_{\text{Mg}} = \frac{{80 \, \text{г}}}{{24.31 \, \text{г/моль}}} = 3.29 \, \text{моль}\)

Теперь мы можем вычислить, сколько водорода высвободится при реакции. Однако, для этого нам необходимо знать, какой из элементов будет ограничивающим реагентом.

Для определения ограничивающего реагента, мы должны рассмотреть соотношение между реагентами по уравнению реакции:

1 моль цинка \( \text{Zn} \) реагирует с 2 молями соляной кислоты \( \text{HCl} \), чтобы образовать 1 моль водорода \( \text{H}_2 \).

С учётом этого, мы можем определить, какое количество водорода будет высвобождено при реакции с каждым элементом отдельно:

Водород от цинка = \( n_{\text{Zn}} \cdot 1 = 0.06 \, \text{моль} \cdot (22.4 \, \text{л/моль}) = 1.34 \, \text{л}\)
Водород от магния = \( n_{\text{Mg}} \cdot 1 = 3.29 \, \text{моль} \cdot (22.4 \, \text{л/моль}) = 73.7 \, \text{л}\)

Очевидно, что количество водорода, высвобождающегося от магния, больше, чем количество водорода, высвобождающегося от цинка.

Таким образом, при реакции сплава с соляной кислотой, будет высвобождено 73.7 л водорода.

Итак, правильный ответ на вашу задачу - вариант (г) 76.04 л.