Вопрос: На 20 г сплава алюминия и меди подействовали избытком холодной концентрированной азотной кислоты. Выделилось 2,24 л газа (н. у.). Как вычислить массовые доли компонентов сплава?

Химия 11 класс Химические реакции и расчеты в химии химия 11 класс сплав алюминия и меди азотная кислота массовые доли компонентов газ Объём газа расчет массовых долей химические реакции стехиометрия анализ сплава Новый

Давайте подробно разберем задачу о сплаве алюминия и меди, который реагирует с концентрированной азотной кислотой, и выделяется газ.

Из условия задачи мы знаем, что на 20 грамм сплава подействовали холодной концентрированной азотной кислотой, и выделилось 2,24 литра газа в нормальных условиях (н. у.). Этот газ – диоксид азота (NO2), который образуется при реакции меди с азотной кислотой.

Реакция меди с азотной кислотой можно записать следующим образом:

Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

Теперь давайте определим, сколько граммов меди (Cu) реагировало, чтобы образовать 2,24 литра газа. Для этого нужно использовать молярный объем газа при нормальных условиях, который составляет 22,4 л/моль.

1. Сначала найдем количество молей газа:

Количество молей (n) можно найти по формуле:

n = V / Vm

где V – объем газа, Vm – молярный объем. Подставляем значения:

n = 2,24 л / 22,4 л/моль = 0,1 моль

1. Теперь, согласно уравнению реакции, мы видим, что 1 моль меди реагирует с 4 молями азотной кислоты и образует 2 моля диоксида азота (NO2). То есть на 1 моль меди выделяется 2 моль NO2.
2. Следовательно, 0,1 моль газа соответствует 0,05 моль меди:

0,1 моль NO2 = 0,05 моль Cu

1. Теперь найдем массу меди, которая реагировала. Для этого умножим количество молей меди на молярную массу меди:

Молярная масса меди (Cu) составляет 64 г/моль:

Масса Cu = 0,05 моль * 64 г/моль = 3,2 г

Итак, в нашем сплаве содержится 3,2 грамма меди.

1. Теперь найдем массу алюминия в сплаве. Поскольку общий вес сплава составляет 20 г, то масса алюминия будет равна:

Масса Al = 20 г - 3,2 г = 16,8 г

Теперь у нас есть массы обоих компонентов сплава: 3,2 г меди и 16,8 г алюминия.

1. Теперь вычислим массовые доли компонентов сплава:

Массовая доля меди:

Доля Cu = (3,2 г / 20 г) * 100% = 16%

Массовая доля алюминия:

Доля Al = 100% - 16% = 84%

Таким образом, в сплаве меди и алюминия массовая доля меди составляет 16%, а массовая доля алюминия – 84%.