Имеется смесь порошков железа, алюминия и меди массой 16 г. На половину смеси подействовали избытком концентрированного раствора гидроксида калия, получив газ объемом 3,36 л (н. у.) . К другой половине добавили избыток хлороводородной кислоты, при этом выделился газ объемом 4,48 л (н. у.) . Определите массовые доли металлов в смеси.
Имеется смесь порошков железа, алюминия и меди массой 16 г. На половину смеси подействовали избытком концентрированного раствора гидроксида калия, получив газ объемом 3,36 л (н. у.) . К другой половине добавили избыток хлороводородной кислоты, при этом выделился газ объемом 4,48 л (н. у.) . Определите массовые доли металлов в смеси.
m(смеси) = 16 г
V1(H2) = 3,36 л (н. у. )
V2(H2) = 4,48 л (н. у. )
В реакцию с гидроксидом калия вступит только алюминий, проявляющий амфотерные свойства.
--х г----------------------------------------------------3,36 л
2Al + 2KOH (конц. ) + 6H2O = 2K[Al(OH)4] + 3H2↑
2*27---------------------------------------------------3*22,4
Масса алюминия, прореагировавшего с гидроксидом калия
m1(Al) = x = 2*27*3,36/(3*22,4) = 2,7 г
Поскольку в реакции с гидроксидом калия прореагировала только половина смеси, то масса алюминия в смеси.
m(Al) = 2m1(Al) = 2*2,7 = 5,4 г
В реакцию с соляной кислотой вступят алюминий и железо. Медь в электрохимическом ряду напряжений стоит после водорода и в реакцию с соляной кислотой не вступит. Водород объемом 4,48 л – это суммарный объем водорода, выделившегося в результате двух реакций. Не следует забывать, что в реакцию с соляной кислотой вступила вторая половина смеси.
2,7---------------------------у л
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑
2*27------------------------3*22,4
Объем водорода, выделившийся в результате взаимодействия алюминия и соляной кислоты.
V3(Н2) = у = 2,7*3*22,4/(2*27) = 3,36 л
Тогда объем водорода, выделившийся в результате взаимодействия железа и соляной кислоты.
V4(Н2) = V2(Н2) – V3(Н2) = 4,48 – 3,36 = 1,12 л
z г-------------------------------1,12 л
Fe + 2HCl (разб. ) = FeCl2 + H2↑
56--------------------------------22,4
Масса железа, прореагировавшего в реакции с соляной кислотой
m1(Fe) = z = 56*1,12/22,4 = 2,8 г
Поскольку в реакции с соляной кислотой прореагировала только половина смеси, то масса железа в смеси.
m(Fe) = 2m1(Fe) = 2*2,8 = 5,6 г
Масса меди в смеси
m(Cu) = m(смеси) – (m(Al) + m(Fe)) = 16 – (5,4 + 5,6) = 5 г
Массовые доли
w(Al) = [m(Al)/m(смеси)] *100% = [5,4/16]*100% = 33,75%
w(Fe) = [m(Fe)/m(смеси)] *100% = [5,6/16]*100% = 35%
w(Cu) = [m(Cu)/m(смеси)] *100% = [5/16]*100% = 31,25%
⇢