Номер 8, страница 219 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

8. При обработке 10 г сплава меди с алюминием соляной кислотой выделилось 6,72 л водорода (н. у.). Определите состав сплава в процентах по массе.

Дано:

$m(\text{сплава}) = 10 \text{ г}$

$V(H_2) = 6.72 \text{ л (н.у.)}$

$m(\text{сплава}) = 10 \text{ г} = 0.01 \text{ кг}$

$V(H_2) = 6.72 \text{ л} = 6.72 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3$

Найти:

$\omega(Al) - ?$

$\omega(Cu) - ?$

Решение:

При обработке сплава меди с алюминием соляной кислотой ($HCl$) в реакцию вступает только алюминий, так как медь является металлом, стоящим в ряду электрохимической активности металлов после водорода, и не способна вытеснять его из растворов кислот-неокислителей.

Составим уравнение реакции взаимодействия алюминия с соляной кислотой:

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

1. Найдем количество вещества (моль) выделившегося водорода. Молярный объем газа при нормальных условиях ($V_m$) составляет $22.4 \text{ л/моль}$.

$n(H_2) = \frac{V(H_2)}{V_m} = \frac{6.72 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 0.3 \text{ моль}$

2. По уравнению реакции найдем количество вещества алюминия, содержавшегося в сплаве. Из стехиометрических коэффициентов видно, что количество вещества алюминия относится к количеству вещества водорода как 2 к 3.

$\frac{n(Al)}{2} = \frac{n(H_2)}{3}$

$n(Al) = \frac{2}{3} \times n(H_2) = \frac{2}{3} \times 0.3 \text{ моль} = 0.2 \text{ моль}$

3. Рассчитаем массу алюминия в сплаве. Молярная масса алюминия $M(Al) = 27 \text{ г/моль}$.

$m(Al) = n(Al) \times M(Al) = 0.2 \text{ моль} \times 27 \text{ г/моль} = 5.4 \text{ г}$

4. Зная массу алюминия и общую массу сплава, определим массовую долю алюминия ($\omega(Al)$):

$\omega(Al) = \frac{m(Al)}{m(\text{сплава})} \times 100\% = \frac{5.4 \text{ г}}{10 \text{ г}} \times 100\% = 54\%$

5. Так как сплав состоит только из меди и алюминия, массовая доля меди ($\omega(Cu)$) будет равна:

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

Ответ: массовая доля алюминия в сплаве составляет $54\%$, массовая доля меди – $46\%$.