Какова массовая доля соли в растворе, полученном при взаимодействии 346,75 г карбида алюминия с 20%-ным раствором

Morskoy_Skazochnik

4

Для решения этой задачи нам понадобятся знания о мольной массе, количестве вещества и стехиометрических соотношениях в реакции.

1. Сначала определим количество вещества карбида алюминия (\(Al_4C_3\)) в граммах. Для этого используем формулу:

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

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

Молярная масса карбида алюминия (\(Al_4C_3\)) вычисляется как сумма масс атомов алюминия (\(Al\)) и углерода (\(C\)):

\[M = 4 \cdot M(Al) + 3 \cdot M(C)\]

M(Al) - молярная масса алюминия (26,98 г/моль),
M(C) - молярная масса углерода (12,01 г/моль).

Подставляя значения, получаем:

\[M = 4 \cdot 26,98 + 3 \cdot 12,01\]

2. Теперь посмотрим на реакцию между карбидом алюминия и соляной кислотой:

\(Al_4C_3 + 12HCl \rightarrow 4AlCl_3 + 3CH_4\)

Из стехиометрического соотношения видно, что для каждой молекулы карбида алюминия требуется 12 молекул соляной кислоты. Таким образом, количество вещества соляной кислоты (\(HCl\)) равно:

\[n(HCl) = \frac{V(HCl)}{V_m(HCl)}\]

где \(n(HCl)\) - количество вещества соляной кислоты, \(V(HCl)\) - объем соляной кислоты (в данном случае выделившегося газа), а \(V_m(HCl)\) - молярный объем соляной кислоты.

Молярный объем соляной кислоты можно найти, используя известную ее концентрацию (\(C\)):

\[V_m(HCl) = \frac{1}{C(HCl)}\]

3. Теперь мы можем найти количество вещества соли (\(AlCl_3\)), которое образуется в реакции. По стехиометрическому соотношению, для каждой молекулы карбида алюминия образуется 4 молекулы соли. Таким образом, количество вещества соли равно:

\[n(AlCl_3) = 4 \cdot n(Al_4C_3)\]

4. Так как массовая доля соли в растворе определяется как отношение массы соли к общей массе раствора, нам нужно знать массу соли и массу раствора. Массу соли (\(m(AlCl_3)\)) можно найти, используя формулу:

\[m(AlCl_3) = n(AlCl_3) \cdot M(AlCl_3)\]

где \(M(AlCl_3)\) - молярная масса соли (133,33 г/моль).

5. Теперь найдем массу раствора, суммируя массу карбида алюминия и соляной кислоты:

\[m_{\text{раствора}} = m(Al_4C_3) + m(HCl)\]

6. Таким образом, массовая доля соли в растворе будет равна:

\[\text{массовая доля соли} = \frac{m(AlCl_3)}{m_{\text{раствора}}}\]

Теперь у нас есть все необходимые формулы и знания для решения задачи. Последовательно выполняя указанные шаги с использованием имеющихся данных, мы сможем получить решение. Я продолжу решение задачи в следующем сообщении.