Номер 5-30, страница 56 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

5-30. Вычислите массу смеси оксидов, которая образуется при сгорании 200 г смеси порошка магния и алюминия. Массовая доля алюминия в смеси составляет 54%.

Дано:

Масса смеси (Mg + Al) $m_{смеси} = 200 \text{ г}$
Массовая доля алюминия $\omega(Al) = 54\%$

Найти:

Массу смеси оксидов $m_{оксидов} - ?$

Решение:

1. Рассчитаем массы чистого алюминия и магния в исходной смеси.

Масса алюминия в смеси:

$m(Al) = m_{смеси} \cdot \omega(Al) = 200 \text{ г} \cdot 0.54 = 108 \text{ г}$

Массовая доля магния в смеси:

$\omega(Mg) = 100\% - \omega(Al) = 100\% - 54\% = 46\%$

Масса магния в смеси:

$m(Mg) = m_{смеси} \cdot \omega(Mg) = 200 \text{ г} \cdot 0.46 = 92 \text{ г}$

2. Составим уравнения химических реакций горения металлов:

Горение магния:

$2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$

Горение алюминия:

$4Al + 3O_2 \rightarrow 2Al_2O_3$

3. Найдем количество вещества (в молях) для каждого металла. Для этого нам понадобятся их молярные массы:

$M(Mg) \approx 24 \text{ г/моль}$

$M(Al) \approx 27 \text{ г/моль}$

Количество вещества магния:

$\nu(Mg) = \frac{m(Mg)}{M(Mg)} = \frac{92 \text{ г}}{24 \text{ г/моль}} \approx 3.833 \text{ моль}$

Количество вещества алюминия:

$\nu(Al) = \frac{m(Al)}{M(Al)} = \frac{108 \text{ г}}{27 \text{ г/моль}} = 4 \text{ моль}$

4. Используя стехиометрические коэффициенты в уравнениях реакций, найдем количество вещества образовавшихся оксидов.

Из уравнения горения магния видно, что $\nu(Mg) = \nu(MgO)$, следовательно:

$\nu(MgO) \approx 3.833 \text{ моль}$

Из уравнения горения алюминия видно, что $\nu(Al_2O_3) = \frac{1}{2} \nu(Al)$, следовательно:

$\nu(Al_2O_3) = \frac{1}{2} \cdot 4 \text{ моль} = 2 \text{ моль}$

5. Рассчитаем массы оксидов. Для этого найдем их молярные массы:

$M(MgO) = M(Mg) + M(O) = 24 + 16 = 40 \text{ г/моль}$

$M(Al_2O_3) = 2 \cdot M(Al) + 3 \cdot M(O) = 2 \cdot 27 + 3 \cdot 16 = 54 + 48 = 102 \text{ г/моль}$

Масса оксида магния:

$m(MgO) = \nu(MgO) \cdot M(MgO) \approx 3.833 \text{ моль} \cdot 40 \text{ г/моль} \approx 153.33 \text{ г}$

Масса оксида алюминия:

$m(Al_2O_3) = \nu(Al_2O_3) \cdot M(Al_2O_3) = 2 \text{ моль} \cdot 102 \text{ г/моль} = 204 \text{ г}$

6. Найдем общую массу смеси оксидов, сложив массы каждого оксида.

$m_{оксидов} = m(MgO) + m(Al_2O_3) \approx 153.33 \text{ г} + 204 \text{ г} \approx 357.33 \text{ г}$

Ответ: масса смеси оксидов, которая образуется при сгорании, составляет примерно 357.33 г.