Какова масса смеси железа и алюминия, если при взаимодействии с раствором соляной кислоты выделился газ объёмом 8,96 л (н.у), а при взаимодействии с раствором гидроксида натрия - газ объёмом 6,72 л (н.у)? Также, какова массовая доля железа и алюминия в этой смеси?

Химия 11 класс Реакции металлов с кислотами и щелочами масса смеси железа и алюминия взаимодействие с соляной кислотой газ объемом 8,96 л взаимодействие с гидроксидом натрия газ объёмом 6,72 л массовая доля железа массовая доля алюминия Новый

Для решения задачи начнем с определения количества вещества газа, который был выделен в результате реакций. Мы будем использовать закон Бойля-Мариотта и уравнение состояния идеального газа, согласно которому 1 моль газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 л.

Шаг 1: Определение количества вещества газов.

• Газ, выделившийся при взаимодействии с соляной кислотой (HCl), имеет объем 8,96 л:
• Количество вещества (n1) можно найти по формуле: n1 = V / Vm, где V - объем газа, Vm - молярный объем (22,4 л/моль).
• Подставляем значения: n1 = 8,96 л / 22,4 л/моль ≈ 0,4 моль.

• Газ, выделившийся при взаимодействии с гидроксидом натрия (NaOH), имеет объем 6,72 л:
• Количество вещества (n2) также находим по той же формуле: n2 = 6,72 л / 22,4 л/моль ≈ 0,3 моль.

Шаг 2: Определение реакций.

• При взаимодействии железа (Fe) с HCl выделяется водород (H2):
• Fe + 2HCl → FeCl2 + H2.
• Из уравнения видно, что 1 моль Fe дает 1 моль H2, значит, 0,4 моль H2 соответствует 0,4 моль Fe.

• При взаимодействии алюминия (Al) с NaOH также выделяется водород:
• 2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na3Al(OH)6 + 3H2.
• Из уравнения видно, что 2 моль Al дают 3 моль H2, значит, 0,3 моль H2 соответствует 0,2 моль Al.

Шаг 3: Подсчет массы смеси.

• Теперь найдем массу каждого металла:
• Молярная масса железа (Fe) = 56 г/моль, значит, масса Fe = 0,4 моль * 56 г/моль = 22,4 г.
• Молярная масса алюминия (Al) = 27 г/моль, значит, масса Al = 0,2 моль * 27 г/моль = 5,4 г.

Шаг 4: Общая масса смеси.

Общая масса смеси = масса Fe + масса Al = 22,4 г + 5,4 г = 27,8 г.

Шаг 5: Массовая доля железа и алюминия в смеси.

• Массовая доля железа (wFe) = (масса Fe / общая масса смеси) * 100% = (22,4 г / 27,8 г) * 100% ≈ 80,57%.
• Массовая доля алюминия (wAl) = (масса Al / общая масса смеси) * 100% = (5,4 г / 27,8 г) * 100% ≈ 19,43%.

Ответ: Общая масса смеси составляет 27,8 г. Массовая доля железа составляет примерно 80,57%, а массовая доля алюминия - примерно 19,43%.