Вопрос школьника
0,39 г смеси алюминия и магния обработали 50 г 5% раствора соляной кислоты. При этом выделилось 448 мл газа. Каков состав смеси и состав раствора после реакции?
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать химическую реакцию между алюминием, магнием и соляной кислотой:
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑
3Mg + 6HCl → 3MgCl2 + 3H2↑
Сначала найдем количество моль газа, выделившегося при реакции:
V = 448 мл = 0,448 л
n(H2) = V * (P/RT) = 0,448 * (101325/8.31/293) = 0,018 моль
Так как в реакции участвует 3 моли водорода на 2 моли алюминия или 3 моли магния, то можно определить количество молей алюминия и магния в смеси:
n(Al) = n(H2) * 2/3 = 0,012 моль
n(Mg) = n(H2) * 3/3 = 0,018 моль
Масса алюминия и магния в смеси:
m(Al) = n(Al) * M(Al) = 0,012 * 27 = 0,324 г
m(Mg) = n(Mg) * M(Mg) = 0,018 * 24 = 0,432 г
Таким образом, состав смеси составляет 0,324 г алюминия и 0,432 г магния.
Далее необходимо определить количество соляной кислоты, которое было использовано для реакции:
m(HCl) = 50 г * 0,05 = 2,5 г
n(HCl) = m(HCl) / M(HCl) = 2,5 / 36,5 = 0,0685 моль
Так как в реакции соляной кислоты с алюминием и магнием образуется соответствующий хлорид, то можно определить количество молей хлорида алюминия и магния в растворе:
n(AlCl3) = n(HCl) * 2/6 = 0,0228 моль
n(MgCl2) = n(HCl) * 3/6 = 0,0342 моль
Масса хлорида алюминия и магния в растворе:
m(AlCl3) = n(AlCl3) * M(AlCl3) = 0,0228 * (27 + 3 * 35,5) = 2,06 г
m(MgCl2) = n(MgCl2) * M(MgCl2) = 0,0342 * (24 + 2 * 35,5) = 2,47 г
Таким образом, состав раствора после реакции составляет 2,06 г хлорида алюминия и 2,47 г хлорида магния.
