Номер 3.10, страница 56, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

3.10. Алюминиевая бронза, используемая в машиностроении, представляет собой сплав алюминия и меди. Кусочек такой бронзы обработали 200 г раствора соляной кислоты (массовая доля в нем HCl составляет 30%). Какое количество вещества алюминия вступит в реакцию с соляной кислотой?

Дано:

$m_{р-ра(HCl)} = 200 \text{ г}$

$\omega_{(HCl)} = 30\% = 0.3$

Сплав: $Al$ и $Cu$

Найти:

$n_{(Al)} - ?$

Решение:

Алюминиевая бронза является сплавом алюминия ($Al$) и меди ($Cu$). При взаимодействии с соляной кислотой ($HCl$) в реакцию вступает только алюминий, так как медь стоит в электрохимическом ряду напряжений металлов после водорода и не может вытеснить его из кислот (кроме кислот-окислителей).

Уравнение химической реакции алюминия с соляной кислотой:

$2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2\uparrow$

1. Рассчитаем массу чистого хлороводорода в растворе:

$m_{(HCl)} = m_{р-ра(HCl)} \times \omega_{(HCl)} = 200 \text{ г} \times 0.3 = 60 \text{ г}$

2. Найдем молярную массу хлороводорода:

$M_{(HCl)} = M_{(H)} + M_{(Cl)} = 1.008 + 35.453 \approx 36.5 \text{ г/моль}$

3. Рассчитаем количество вещества ($n$) хлороводорода, вступившего в реакцию:

$n_{(HCl)} = \frac{m_{(HCl)}}{M_{(HCl)}} = \frac{60 \text{ г}}{36.5 \text{ г/моль}} \approx 1.644 \text{ моль}$

4. Согласно уравнению реакции, для взаимодействия с 6 моль $HCl$ требуется 2 моль $Al$. Следовательно, соотношение количеств веществ алюминия и хлороводорода составляет:

$n_{(Al)} : n_{(HCl)} = 2 : 6 = 1 : 3$

Отсюда количество вещества алюминия равно:

$n_{(Al)} = \frac{1}{3} \times n_{(HCl)}$

Подставим найденное значение количества вещества $HCl$:

$n_{(Al)} = \frac{1}{3} \times 1.644 \text{ моль} \approx 0.548 \text{ моль}$

Так как в условии задачи не дана масса сплава или его состав, мы предполагаем, что алюминия в сплаве было достаточно для полного расходования соляной кислоты.

Ответ: $n_{(Al)} \approx 0.548 \text{ моль}$.