Вопрос школьника
Смесь оксида алюминия и оксида магния массой 9,1 г растворили в соляной кислоте (массовая доля НСl в кислоте — 15%, плотность — 1,07 г/мл). Рассчитайте массовую долю оксида алюминия в исходной смеси, если известно, что на ее растворение затрачена кислота объемом 113,7 мл.
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать химические уравнения реакции растворения оксида алюминия и оксида магния в соляной кислоте:
Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O
MgO + 2HCl → MgCl2 + H2O
Из уравнений видно, что на 1 моль Al2O3 требуется 6 моль HCl, а на 1 моль MgO — 2 моль HCl. Также известно, что массовая доля HCl в кислоте составляет 15%, т.е. в 100 г кислоты содержится 15 г HCl.
Рассчитаем количество HCl, затраченного на растворение смеси оксида алюминия и оксида магния:
n(HCl) = m(HCl) / M(HCl) = 0.15 * 113.7 / 36.5 = 0.465 моль
Поскольку на 1 моль Al2O3 требуется 6 моль HCl, то для растворения Al2O3 из смеси потребуется:
n(Al2O3) = n(HCl) / 6 = 0.465 / 6 = 0.0775 моль
Аналогично, для растворения MgO из смеси потребуется:
n(MgO) = n(HCl) / 2 = 0.465 / 2 = 0.2325 моль
Рассчитаем массу Al2O3 и MgO в смеси:
m(Al2O3) = n(Al2O3) * M(Al2O3) = 0.0775 * 101.96 = 7.91 г
m(MgO) = n(MgO) * M(MgO) = 0.2325 * 40.31 = 9.37 г
Таким образом, массовая доля Al2O3 в исходной смеси равна:
x(Al2O3) = m(Al2O3) / (m(Al2O3) + m(MgO)) * 100% = 7.91 / (7.91 + 9.37) * 100% = 45.8%
Ответ: массовая доля оксида алюминия в исходной смеси составляет 45.8%.
