Какой объем водорода будет выделяться при обработке 500 мг сплава алюминия с цинком, где массовая доля алюминия

Морж

50

Для решения данной задачи нам понадобятся данные о реакции между алюминием и соляной кислотой. Также важно знать мольные массы данных веществ, чтобы провести расчеты.

Молярная масса алюминия (Al) равна примерно 26,98 г/моль, а молярная масса цинка (Zn) составляет примерно 65,38 г/моль.

С учетом указанной массовой доли алюминия в сплаве составляющих обрабатываемый сплав массой 500 мг, мы можем рассчитать массу алюминия в этом сплаве. Для этого нужно умножить массу сплава на массовую долю алюминия:

\( m_{Al} = 0.4 \times 500 \) мг

Расчитаем массы алюминия и цинка:

\( m_{Al} = 0.4 \times 500 \) мг = 200 мг

\( m_{Zn} = 500 - 200 \) мг = 300 мг

Так как реакция между алюминием и соляной кислотой проходит с избытком кислоты, то алюминий будет полностью растворяться в реакции. Поэтому, мы будем рассчитывать количество выделяющегося водорода только из массы цинка.

Для этого нам нужно рассчитать количество молей цинка, используя его молярную массу и массу цинка в сплаве:

\( n_{Zn} = \frac{{m_{Zn}}}{{M_{Zn}}} \)

где \( M_{Zn} \) - молярная масса цинка.

Теперь, зная количество молей цинка, мы можем использовать соотношение между цинком и водородом в реакции:

\[ Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2 \]

1 моль цинка соответствует образованию 1 моль водорода.

Следовательно, количество молей водорода будет равно количеству молей цинка:

\( n_H = n_{Zn} \)

Наконец, чтобы рассчитать объем выделяющегося водорода, мы можем использовать идеальный газовый закон:

\( V = n \times V_m \)

где \( V \) - объем газа, \( n \) - количество молей газа, \( V_m \) - молярный объем газа при заданных условиях.

Воспользуемся приближенным значением молярного объема газа при нормальных условиях, равным 22,4 л/моль.

Таким образом, можем рассчитать объем водорода:

\( V_H = n_H \times V_m \)

Теперь подставим значения и произведем расчет:

\( V_H = n_{Zn} \times V_m \) = 0,00387 моль \times 22,4 л/моль

\( V_H = 0,0870 л \)

Ответ: Объем водорода, выделяющегося при обработке 500 мг сплава алюминия с цинком, составляет 0,0870 л.