В 9 г смеси алюминия и меди, помещенной в избыток соляной кислоты, выделилось 4,2 л (н.у) водорода. Какова масса каждого из металлов в этой смеси?

Химия 9 класс Химические реакции металлов с кислотами масса алюминия масса меди химия 9 класс реакции металлов водород из соляной кислоты задачи по химии Новый

Для решения данной задачи, нам нужно воспользоваться законом сохранения массы и уравнениями реакций, которые происходят при взаимодействии алюминия и меди с соляной кислотой.

Сначала запишем уравнения реакций:

• Для алюминия: 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2
• Для меди: Cu + 2HCl → CuCl2 + H2

Теперь найдем, сколько молей водорода выделилось в реакции. Объем водорода, выделившегося при нормальных условиях (н.у.), равен 4,2 л. Мы знаем, что 1 моль газа при н.у. занимает 22,4 л. Поэтому:

n(H2) = V(H2) / V(1 моль) = 4,2 л / 22,4 л/моль ≈ 0,1875 моль

Теперь определим, сколько моль водорода выделяется из каждого металла:

• Из алюминия: 3 моль H2 выделяется из 2 моль Al, значит, из 1 моль Al выделится 1,5 моль H2.
• Из меди: 1 моль H2 выделяется из 1 моль Cu.

Обозначим количество моль алюминия как x, а количество моль меди как y. Тогда мы можем записать два уравнения:

1. Из алюминия: 1,5x + y = 0,1875
2. Общее количество металлов: x + y = 9 г / (m(Al) + m(Cu))

Теперь найдем молярные массы:

• Молярная масса алюминия (Al) ≈ 27 г/моль
• Молярная масса меди (Cu) ≈ 64 г/моль

Таким образом, общее количество металлов в граммах будет:

9 г = 27x + 64y

Теперь у нас есть система уравнений:

1. 1,5x + y = 0,1875
2. 27x + 64y = 9

Решим эту систему уравнений. Из первого уравнения выразим y:

y = 0,1875 - 1,5x

Подставим это значение во второе уравнение:

27x + 64(0,1875 - 1,5x) = 9

Раскроем скобки:

27x + 12 - 96x = 9

Соберем подобные члены:

-69x + 12 = 9

Теперь перенесем 12 на правую сторону:

-69x = 9 - 12

-69x = -3

Теперь найдем x:

x = 3 / 69 ≈ 0,0435 моль

Теперь подставим значение x в уравнение для y:

y = 0,1875 - 1,5(0,0435) ≈ 0,1875 - 0,06525 ≈ 0,12225 моль

Теперь найдем массу каждого металла:

• m(Al) = 27 * x ≈ 27 * 0,0435 ≈ 1,1745 г
• m(Cu) = 64 * y ≈ 64 * 0,12225 ≈ 7,816 г

Таким образом, масса алюминия в смеси составляет примерно 1,17 г, а масса меди — примерно 7,82 г.