Какова массовая доля алюминия в сплаве алюминия и меди после реакции с соляной кислотой, при которой выделилось 117,6

Izumrud

64

Для решения этой задачи мы должны использовать так называемое "количество вещества" для определения массовой доли алюминия в сплаве. Давайте разобьем задачу на несколько этапов и выполним их последовательно.

Шаг 1: Найдем количество вещества водорода, выделившегося в результате реакции.
Мы знаем, что объем водорода составляет 117,6 л при нормальных условиях (н.у.). При н.у., 1 моль идеального газа занимает объем 22,4 л. Поэтому мы можем использовать соотношение:
\[
n(H_2) = \frac{{V(H_2)}}{{V_{\text{моль}}}} = \frac{{117,6}}{{22,4}}
\]

Шаг 2: Найдем количество вещества алюминия, участвующего в реакции.
Реакция соляной кислоты с алюминием может быть представлена соотношением 2Al + 6HCl -> 2AlCl3 + 3H2.
Из уравнения реакции мы видим, что на 2 моль алюминия выделяется 3 моля водорода.
Поэтому, количество вещества алюминия составит:
\[
n(Al) = \frac{{n(H_2)}}{{3}} = \frac{{117,6}}{{22,4}} \div 3
\]

Шаг 3: Рассчитаем массу алюминия.
Молярная масса алюминия равна 26,98 г/моль.
Масса алюминия в граммах будет равной:
\[
m(Al) = n(Al) \times M(Al) = \left(\frac{{117,6}}{{22,4}} \div 3\right) \times 26,98
\]

Шаг 4: Рассчитаем массу сплава.
Из условия задачи необходимо найти массовую долю алюминия, поэтому мы должны знать общую массу сплава. Предположим, что мы имеем 100 г сплава.

Шаг 5: Рассчитаем массовую долю алюминия.
Массовая доля алюминия в процентах будет равна:
\[
\text{Массовая доля алюминия} = \frac{{m(Al)}}{{m(\text{сплава})}} \times 100\%
\]

Теперь, когда у нас есть все необходимые формулы и соотношения, давайте выполним вычисления:

Переведем 117,6 л водорода в объемы в молях:
\[
n(H_2) = \frac{{117,6}}{{22,4}} \approx 5,25 \text{ моль}
\]

Найдем количество вещества алюминия:
\[
n(Al) = \frac{{5,25 \text{ моль}}}{{3}} \approx 1,75 \text{ моль}
\]

Рассчитаем массу алюминия:
\[
m(Al) = 1,75 \text{ моль} \times 26,98 \frac{{\text{г}}}{{\text{моль}}} \approx 47,27 \text{ г}
\]

Предположим, что общая масса сплава составляет 100 г.

Рассчитаем массовую долю алюминия:
\[
\text{Массовая доля алюминия} = \frac{{47,27 \text{ г}}}{{100 \text{ г}}} \times 100\% \approx 47,3\%
\]

Итак, массовая доля алюминия в сплаве составляет около 47,3% (округлено до десятых долей в процентах).