Какова массовая доля алюминия в сплаве и массовая доля калий-гидроксида в полученном растворе, если сплав алюминия

Olga_6285

42

Давайте посмотрим, как решить данную задачу.

Шаг 1: Найдем количество вещества алюминия в сплаве алюминия с цинком.

Массовое количество вещества можно вычислить с помощью формулы:

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

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

Молярная масса алюминия (Al) составляет около 26.98 г/моль, а молярная масса цинка (Zn) равна приблизительно 65.38 г/моль.

Таким образом, масса алюминия в сплаве составляет 4.22 г, и количество вещества алюминия можно вычислить следующим образом:

\[n_{\text{Al}} = \frac{m_{\text{Al}}}{M_{\text{Al}}} = \frac{4.22}{26.98}\]

Шаг 2: Посчитаем количество вещества калия гидроксида (KOH) в растворе.

Масса раствора составляет 400 г. Для вычисления количества вещества KOH в растворе, воспользуемся той же формулой:

\[n_{\text{KOH}} = \frac{m_{\text{KOH}}}{M_{\text{KOH}}} = \frac{m_{\text{KOH}}}{M_{\text{KOH}} \cdot m_{\text{раствора}}} \cdot 100\%\]

Здесь \(m_{\text{KOH}}\) - масса KOH в растворе, \(M_{\text{KOH}}\) - молярная масса KOH (равняется около 56.11 г/моль), \(m_{\text{раствора}}\) - масса раствора.

Массовая доля KOH в растворе равна 12%, что означает, что массовая доля KOH равна 0.12.

Используя данную информацию, мы можем вычислить массу KOH:

\[m_{\text{KOH}} = m_{\text{раствора}} \cdot \text{массовая доля KOH} = 400 \cdot 0.12\]

Теперь мы можем вычислить количество вещества KOH:

\[n_{\text{KOH}} = \frac{m_{\text{KOH}}}{M_{\text{KOH}} \cdot m_{\text{раствора}}} \cdot 100\% = \frac{400 \cdot 0.12}{56.11 \cdot 400} \cdot 100\%\]

Шаг 3: Посчитаем количество вещества газа, выделенного при реакции.

Объем газа составляет 3.41 л. Для вычисления количества вещества газа, воспользуемся уравнением состояния идеального газа:

\[PV = nRT\]

где \(P\) - давление, \(V\) - объем, \(n\) - количество вещества, \(R\) - универсальная газовая постоянная, \(T\) - температура.

В данной задаче давление равно 101.25 кПа, объем равен 3.41 л при температуре, которая не указана. Также, учитывая, что выделился газ, можно предположить, что реакция происходит при комнатной температуре, то есть около 298 К.

Теперь мы можем вычислить количество вещества газа:

\[n_{\text{газ}} = \frac{PV}{RT}\]

\[n_{\text{газ}} = \frac{101.25 \cdot 3.41}{0.0821 \cdot 298}\]

Шаг 4: Найдем массовую долю алюминия и массовую долю KOH.

Массовая доля (массовый процент) вычисляется следующим образом:

\[m_{\text{доля}} = \frac{m_{\text{вещества}}}{m_{\text{раствора}}} \cdot 100\%\]

Для вычисления массовой доли алюминия в сплаве:

\[m_{\text{доля Al}} = \frac{m_{\text{Al}}}{m_{\text{сплава}} + m_{\text{раствора}}} \cdot 100\%\]

Для вычисления массовой доли KOH:

\[m_{\text{доля KOH}} = \frac{m_{\text{KOH}}}{m_{\text{сплава}} + m_{\text{раствора}}} \cdot 100\%\]

Подставим все значения и вычислим массовую долю алюминия и массовую долю KOH.