Предмет: Химия, автор: sofya8593405

смесь порошков железа и алюминия реагирует с 806 мл 10%-ного раствора серной кислоты (ρ = 1,07 г/мл). при взаимодействии такой же массы смеси с избытком раствора гидроксида натрия выделяется 14,78 л водорода (н.у.). определите массовую долю железа в смеси

Ответы

Автор ответа: DK954

Дано:

V(р-ра H₂SO₄) = 806 мл

ω(H₂SO₄) = 10%

ρ(р-ра H₂SO₄) = 1,07 г/мл

V(H₂) = 14,75 л

---------------------------------------------

Найти:

ω(Fe) - ?

Решение:

1) Для начала мы запишем уравнения реакций все что известно из условия:

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂↑

2Al + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂↑

2Al + 2NaOH(изб.) + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂↑

2) Далее мы находим массу раствора серной кислоты, а потом его количества вещества:

m(р-ра H₂SO₄) = V(р-ра H₂SO₄) × ρ(р-ра H₂SO₄) = 806 мл × 1,07 г/мл = 862,42 гр

m(H₂SO₄) = (m(р-ра H₂SO₄) × ω(H₂SO₄))/100% = (862,42 гр × 10%)/100% = 862,42 гр × 0,1 = 86,242 гр

3) Теперь находим количества вещества водорода, а потом находим количества вещества у алюминия из 3) уравнения реакций:

n(H₂) = V(H₂) / Vm = 14,78 л / 22,4 л/моль ≈ 0,66 моль

n(Al) : n(H₂) = 2 : 3 - по 3) уравнению реакций , следовательно:

n(Al) = 2/3 × n(H₂) = 2/3 × 0,66 моль = 0,44 моль

4) Далее находим количества вещества у серной кислоты, потом количества вещества серной кислоты израсходованной на алюминий и железо и в итоге мы найдем количество вещества у железа:

M(H₂SO₄) = 1×2 + 32 + 16×4 = 2 + 32 + 64 = 98 гр/моль

n(H₂SO₄) = m(H₂SO₄)/M(H₂SO₄) = 86,242 гр / 98 гр/моль ≈ 0,88 моль

n₂(H₂SO₄) : n(Al) = 3 : 2 - по 2) уравнению реакций , следовательно:

n₂(H₂SO₄) = 3/2 × n(Al) = 1,5n(Al) = 1,5 × 0,44 моль = 0,66 моль - на израсходовании алюминия

n₁(H₂SO₄) = n(H₂SO₄) - n₂(H₂SO₄) = 0,88 моль - 0,66 моль = 0,22 моль - на израсходовании железа

n₁(H₂SO₄) : n(Fe) = 1 : 1 - по 1) уравнению реакций , следовательно:

n(Fe) = n₁(H₂SO₄) = 0,22 моль

5) Далее мы вычисляем массы алюминия и железа, потом находим массу смеси, а потом находим массовую долю железа:

M(Al) = 27 гр/моль M(Fe) = 56 гр/моль

m(Fe) = n(Fe) × M(Fe) = 0,22 моль × 56 гр/моль = 12,32 гр

m(Al) = n(Al) × M(Al) = 0,44 моль × 27 гр/моль = 11,88 гр

m(смеси) = m(Fe) + m(Al) = 12,32 гр + 11,88 гр = 24,2 гр