Чтобы рассчитать массовую долю меди и алюминия в 20 г смеси металлов, нам нужно использовать информацию о выделившемся газе. В данном случае, газом, который выделяется при реакции меди и алюминия с соляной кислотой, является водород (H2).
Следуем пошагово:
- Определяем количество газа, выделившегося в реакции.
- По данным задачи, выделилось 16,8 л водорода при нормальных условиях (н.у.).
- При н.у. 1 моль газа занимает 22,4 л. Таким образом, мы можем рассчитать количество молей водорода:
Количество молей H2 = Объем газа / Объем 1 моля = 16,8 л / 22,4 л/моль = 0,75 моль.
- Записываем уравнение реакции.
- При реакции алюминия с соляной кислотой образуется водород:
- 2 Al + 6 HCl -> 2 AlCl3 + 3 H2
- При реакции меди с соляной кислотой также выделяется водород:
- Cu + 2 HCl -> CuCl2 + H2
- Определяем, сколько водорода выделяется при реакции с каждым металлом.
- Из уравнения видно, что 3 моль H2 выделяется при реакции 2 моль Al. Значит, 1 моль Al дает 1,5 моль H2.
- Также, 1 моль Cu дает 1 моль H2.
- Составляем систему уравнений.
- Обозначим массу алюминия как x, а массу меди как y.
- Тогда мы знаем, что x + y = 20 г.
- Также мы знаем, что количество выделившегося водорода (0,75 моль) можно выразить через массы металлов:
- 1,5 * (x / 27) + (y / 64) = 0,75 (где 27 - молярная масса Al, 64 - молярная масса Cu).
- Решаем систему уравнений.
- Из первого уравнения выразим y: y = 20 - x.
- Подставим это значение во второе уравнение:
- 1,5 * (x / 27) + ((20 - x) / 64) = 0,75.
- Теперь решим это уравнение для x.
- Находим массу каждого металла и массовую долю.
- После решения уравнения мы получим массу алюминия (x) и меди (y).
- Массовая доля алюминия = (масса Al / 20 г) * 100%.
- Массовая доля меди = (масса Cu / 20 г) * 100%.
Таким образом, следуя этим шагам, вы сможете рассчитать массовую долю меди и алюминия в вашей смеси. Если у вас возникнут трудности на каком-то этапе, не стесняйтесь спрашивать!