Какова массовая доля магния и алюминия в сплаве массой 26,31 г, если при его растворении в соляной кислоте выделилось 31,024 л бесцветного газа? Пожалуйста, объясните подробнее.

Химия 11 класс Расчёты по химическим реакциям и массовая доля веществ массовая доля магния массовая доля алюминия Сплав растворение в соляной кислоте выделение газа химия 11 класс Новый

Для решения данной задачи нам необходимо определить массовую долю магния и алюминия в сплаве, а также использовать данные о выделившемся газе. Начнем с того, что при реакции магния и алюминия с соляной кислотой выделяется водород (H2), который мы и будем использовать для расчетов.

Шаг 1: Определение количества выделившегося водорода

• Мы знаем, что 1 моль газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 л.
• Сначала найдем количество молей водорода, выделившегося в результате реакции:
• Количество молей водорода (n) можно рассчитать по формуле: n = V / Vм, где V - объем газа, Vм - молярный объем газа (22,4 л).
• Подставим известные значения: n = 31,024 л / 22,4 л/моль = 1,384 моль.

Шаг 2: Определение количества магния и алюминия в сплаве

• Реакции магния и алюминия с соляной кислотой имеют следующие уравнения:
• Mg + 2HCl → MgCl2 + H2
• 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2
• Из этих уравнений видно, что 1 моль Mg дает 1 моль H2, а 2 моль Al дают 3 моль H2.
• Таким образом, соотношение между моль водорода и моль металлов следующее:
• Для магния: 1 моль H2 → 1 моль Mg
• Для алюминия: 1,5 моль H2 → 1 моль Al

Шаг 3: Определение массы магния и алюминия

• Обозначим количество молей магния как x, а количество молей алюминия как y.
• Тогда у нас есть система уравнений:
• x + 1,5y = 1,384 (из уравнения количества водорода)
• Также, учитывая молярные массы: M(Mg) = 24,3 г/моль и M(Al) = 27 г/моль, можем записать уравнение для массы:
• 24,3x + 27y = 26,31 г.

Шаг 4: Решение системы уравнений

• Решим первое уравнение для x: x = 1,384 - 1,5y.
• Подставим x в массу:
• 24,3(1,384 - 1,5y) + 27y = 26,31.
• Раскроем скобки и упростим уравнение:
• 33,66 - 36,45y + 27y = 26,31.
• Соберем все y в одну сторону:
• -9,45y = 26,31 - 33,66.
• y = (33,66 - 26,31) / 9,45 = 0,777 моль.
• Теперь подставим y обратно в уравнение для x:
• x = 1,384 - 1,5 * 0,777 = 0,5 моль.

Шаг 5: Определение масс металлов

• Теперь можем найти массу магния и алюминия:
• Масса Mg = 0,5 моль * 24,3 г/моль = 12,15 г.
• Масса Al = 0,777 моль * 27 г/моль = 20,94 г.

Шаг 6: Определение массовой доли

• Теперь найдем массовую долю магния и алюминия в сплаве:
• Массовая доля Mg = (12,15 г / 26,31 г) * 100% ≈ 46,2%.
• Массовая доля Al = (20,94 г / 26,31 г) * 100% ≈ 53,8%.

Таким образом, массовая доля магния в сплаве составляет примерно 46,2%, а массовая доля алюминия - 53,8%.