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
Answers & Comments
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
ω(Fe) = m(Fe) / m(смеси) × 100% = 12,32 гр / 24,2 гр × 100% ≈ 0,509 × 100% ≈ 50,9%
Ответ: ω(Fe) = 50,9%
Решено от : [tex]DK954[/tex]