Номер 2, страница 117, часть 1 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

• 2. 10 г смеси меди и алюминия обработали соляной кислотой, при этом выделилось 6,72 л (н. у.) водорода. Определите состав смеси.

Ответ: $m(\text{Al}) = 5,4 \text{ г}$; $m(\text{Cu}) = 4,6 \text{ г}$; $\omega(\text{Al}) = 54\%$; $\omega(\text{Cu}) = 46\%$.

Дано:

$m(смеси\ Cu\ и\ Al) = 10\ г$

$V(H_2) = 6,72\ л$ (н. у.)

Найти:

$m(Al) - ?$

$m(Cu) - ?$

$\omega(Al) - ?$

$\omega(Cu) - ?$

Решение:

Из двух металлов, входящих в состав смеси, с соляной кислотой будет реагировать только алюминий, так как медь в электрохимическом ряду напряжений металлов стоит после водорода и не вытесняет его из растворов кислот (кроме концентрированной азотной и серной).

Запишем уравнение реакции взаимодействия алюминия с соляной кислотой:

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

$Cu + HCl \rightarrow реакция\ не\ идет$

Весь выделившийся водород является продуктом реакции с участием алюминия. Рассчитаем количество вещества (число молей) выделившегося водорода, используя молярный объем газов при нормальных условиях ($V_m = 22,4\ л/моль$):

$n(H_2) = \frac{V(H_2)}{V_m} = \frac{6,72\ л}{22,4\ л/моль} = 0,3\ моль$

Согласно уравнению реакции, на 2 моль алюминия образуется 3 моль водорода. Используя эту пропорцию, найдем количество вещества алюминия, которое прореагировало:

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

$n(Al) = \frac{2}{3} \cdot 0,3\ моль = 0,2\ моль$

Теперь рассчитаем массу алюминия в исходной смеси, зная его молярную массу ($M(Al) = 27\ г/моль$):

$m(Al) = n(Al) \cdot M(Al) = 0,2\ моль \cdot 27\ г/моль = 5,4\ г$

Поскольку общая масса смеси известна, мы можем найти массу меди, вычитая массу алюминия из общей массы смеси:

$m(Cu) = m(смеси) - m(Al) = 10\ г - 5,4\ г = 4,6\ г$

Наконец, определим массовые доли (процентный состав) каждого металла в смеси:

$\omega(Al) = \frac{m(Al)}{m(смеси)} \cdot 100\% = \frac{5,4\ г}{10\ г} \cdot 100\% = 54\%$

$\omega(Cu) = \frac{m(Cu)}{m(смеси)} \cdot 100\% = \frac{4,6\ г}{10\ г} \cdot 100\% = 46\%$

Ответ: $m(Al) = 5,4\ г$; $m(Cu) = 4,6\ г$; $\omega(Al) = 54\%$; $\omega(Cu) = 46\%$.