Номер 6, страница 141 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 7. Металлы. Параграф 39. Характеристика металлов. Подумай, ответь, выполни... - номер 6, страница 141.

Условие.

6. Медно-алюминиевый сплав обработали 60 г соляной кислоты (массовая доля HCl — 10%). Вычислите массу и объём выделившегося газа (н. у.).

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(раствора\;HCl) = 60\;г$

$ω(HCl) = 10\% = 0.1$

Найти:

$m(газа)\;-\;?$

$V(газа)\;-\;?$

Решение:

В составе медно-алюминиевого сплава находятся медь ($Cu$) и алюминий ($Al$). При взаимодействии с соляной кислотой ($HCl$) реакция протекает только с алюминием, так как медь в ряду электрохимической активности металлов стоит после водорода и не вытесняет его из растворов кислот.

Уравнение химической реакции алюминия с соляной кислотой выглядит следующим образом:

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

Из уравнения видно, что в ходе реакции выделяется газообразный водород ($H_2$). Наша задача — найти его массу и объем при нормальных условиях (н. у.).

1. Рассчитаем массу чистого хлороводорода ($HCl$) в 60 г 10%-го раствора:

$m(HCl) = m(раствора) \cdot ω(HCl)$

$m(HCl) = 60\;г \cdot 0.1 = 6\;г$

2. Определим молярную массу $HCl$:

$M(HCl) = M(H) + M(Cl) = 1 + 35.5 = 36.5\;г/моль$

3. Найдем количество вещества ($n$) соляной кислоты:

$n(HCl) = \frac{m(HCl)}{M(HCl)} = \frac{6\;г}{36.5\;г/моль} \approx 0.1644\;моль$

4. По уравнению реакции определим количество вещества выделившегося водорода. Согласно стехиометрическим коэффициентам, из 6 моль $HCl$ образуется 3 моль $H_2$. Соотношение $n(HCl) : n(H_2) = 6 : 3 = 2 : 1$.

$n(H_2) = \frac{1}{2} \cdot n(HCl)$

$n(H_2) = \frac{1}{2} \cdot 0.1644\;моль = 0.0822\;моль$

5. Теперь вычислим массу и объем водорода.

а) Для вычисления массы $H_2$ найдем его молярную массу:

$M(H_2) = 2 \cdot M(H) = 2 \cdot 1 = 2\;г/моль$

Масса водорода:

$m(H_2) = n(H_2) \cdot M(H_2) = 0.0822\;моль \cdot 2\;г/моль = 0.1644\;г \approx 0.16\;г$

б) Объем водорода при нормальных условиях (н. у.) рассчитывается с использованием молярного объема газов $V_m = 22.4\;л/моль$.

$V(H_2) = n(H_2) \cdot V_m = 0.0822\;моль \cdot 22.4\;л/моль \approx 1.84\;л$

Ответ: масса выделившегося газа (водорода) составляет примерно 0.16 г, а его объём (н. у.) — 1.84 л.