Какова массовая доля меди и алюминия в смеси массой 20 г, если при обработке этой смеси раствором соляной кислоты выделилось 6,72 л газа?

Химия 9 класс Химические реакции и стехиометрия массовая доля меди массовая доля алюминия смесь массой 20 г соляная кислота выделение газа химия 9 класс Новый

Для решения задачи необходимо сначала определить, какие реакции происходят при взаимодействии меди и алюминия с соляной кислотой, а затем рассчитать массовую долю каждого из металлов в смеси.

1. **Определим, какие газы выделяются**. При реакции алюминия с соляной кислотой выделяется водород, а медь не реагирует с соляной кислотой. Реакция алюминия с соляной кислотой выглядит следующим образом:

• 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑

Из уравнения видно, что 2 моля алюминия выделяют 3 моля водорода. Теперь найдем, сколько моль водорода выделилось в результате реакции.

2. **Переведем объем выделившегося газа в моли**. Из условия задачи известно, что выделилось 6,72 л водорода. При нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает 22,4 л. Следовательно, количество молей водорода можно найти по формуле:

• n(H2) = V / Vm

где:

• n(H2) - количество молей водорода,
• V - объем газа (6,72 л),
• Vm - молярный объем газа (22,4 л/моль).

Подставим значения:

• n(H2) = 6,72 л / 22,4 л/моль ≈ 0,3 моль.

3. **Теперь найдем, сколько моль алюминия реагировало**. Из уравнения реакции видно, что 3 моль водорода выделяются при реакции 2 моль алюминия. Таким образом, для 0,3 моль водорода потребуется:

• n(Al) = (2/3) * n(H2) = (2/3) * 0,3 моль = 0,2 моль.

4. **Теперь найдем массу алюминия**. Молярная масса алюминия (Al) составляет примерно 27 г/моль. Следовательно, масса алюминия в смеси будет:

• m(Al) = n(Al) * M(Al) = 0,2 моль * 27 г/моль = 5,4 г.

5. **Теперь найдем массу меди**. Из условия задачи известно, что общая масса смеси составляет 20 г. Следовательно, масса меди будет:

• m(Cu) = m(смеси) - m(Al) = 20 г - 5,4 г = 14,6 г.

6. **Теперь вычислим массовые доли меди и алюминия в смеси**. Массовая доля определяется по формуле:

• w = (m(вещества) / m(смеси)) * 100%.

Для алюминия:

• w(Al) = (5,4 г / 20 г) * 100% = 27%.

Для меди:

• w(Cu) = (14,6 г / 20 г) * 100% = 73%.

Итак, массовая доля меди в смеси составляет 73%, а массовая доля алюминия - 27%.