Образец сплава цинка, алюминия и меди массой 20 г обработали избытком концентрированного раствора щелочи. При этом выделился газ объемом 7,1 л (нормальные условия) . Масса нерастворимого остатка составила 2 г. Определите массовые доли металлов в сплаве.
Так как медь не реагирует со щёлочью, её массовую долю можно сразу найти: w(Cu) = 2г/20 г = 0,1, или 10%. Остаток 18 г - сумма цинка и алюминия.
Реакции:
1) Zn + 2KOH + 2H2O = H2 + K2[Zn(OH)4]
2) Al + KOH + 3H2O = H2 + K[Al(OH)4]
Если принять за X и Y количества вещества цинка и алюминия, удобно решать через систему уравнений с двумя неизвестными:
65X + 27Y = 18
22,4(X + Y) = 7,1
Делим первое уравнение на 27, второе - на 22,4, получаем:
2,4X + Y = 0,667
X + Y = 0,317
Вычитаем второе уравнение из первого, получаем: 1,4X = 0,35, или Х=0,25 моль, Y = 0,067 моль
Остаётся только найти массу каждого металла (m=n*M) и их массовые доли. Успехов!
2AL +2NaOH +2H2O=2NaALO2 +3H2
Zn +2NaOH = Na2ZnO2 +H2
n(H2)=7.1 /22.4=0.317 моль
65 х + 2х27(0.317-х) /3= 18
65 х = 18( 0.317-х) =18
65х -18х + 5.706 =18
47 x=12.3
x=12.3/47=0.26 моль
m(Zn)= 0.26 x 65=17г
m(AL) 18-17= 1г
w(AL)= 1/20=
w(Zn)=17/20=
w (Cu)= 2/20=
⇢