Определите массу раствора гидроксида алюминия с массовой долей щелочи 40%, расходуемую на растворение сплава силумин массой 20г, если массовая доля алюминия в сплаве 90%, а кремния 10%
Для решения задачи необходимо знать химические свойства меди и алюминия. Медь обладает металлическими свойствами и не реагирует со щелочами. С раствором гидроксида натрия будет реагировать только алюминий, который проявляет амфотерные свойства:
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + H2 (1)
Остатком является медь, которую растворили в разбавленной азотной кислоте:
3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O (2)
После выделения и прокаливания смеси образуется оксид меди (II):
2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2 + O2 (3)
Определим массу меди в исходной смеси. Для этого найдем количество вещества оксида меди (II), по условию задачи его масса равна 0,8 г:
(моль).
По уравнению (3) 2 моль оксида меди (II) образуется из 2 моль нитрата меди (II), (соотношение n(CuO) : n(Cu(NO3)2) = 1 : 1), следовательно, 0,01 моль оксида меди (II) образуется из 0,01 моль нитрата меди (II). По уравнению (2) из 3 моль меди дает 3 моль нитрата меди (II) (соотношение n(Cu) : n(Cu(NO3)2) = 1 : 1), тогда для образования 0,01 моль нитрата меди (II) необходимо 0,01 моль меди. Количество вещества меди равно 0,01 моль. Рассчитаем массу меди в исходной смеси:
m = n · M = 0,01 · 64 = 0,64 г.
По условию задача масса смеси равна 2 г, определим массу алюминия:
m(Al) = m(смеси) – m(Cu) = 2 – 0,64 = 1,36 (г).
Рассчитаем массовые доли металлов в смеси:
 (%);
 (%).
Для определения объема израсходованного раствора гидроксида натрия, необходимо определить количество вещества NaOH вступившего во взаимодействие с алюминием. По уравнению реакции (1) 2 моль Al реагирует с 2 моль NaOH (соотношение n(Al) : n(NaOH) = 1 : 1). Количество вещества алюминий равно:
 моль,
следовательно, количество вещества n (NaOH) = 0,05 моль.
Определим массу гидроксида натрия:
m (в-ва) = n · M = 0,05 · 40 = 2 (г).
Вычислим массу раствора гидроксида натрия, зная массовую долю NaOH в растворе:
(г).
Определим объем раствора 40%-го раствора гидроксида натрия необходимый для взаимодействия:
Answers & Comments
Ответ:
Для решения задачи необходимо знать химические свойства меди и алюминия. Медь обладает металлическими свойствами и не реагирует со щелочами. С раствором гидроксида натрия будет реагировать только алюминий, который проявляет амфотерные свойства:
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + H2 (1)
Остатком является медь, которую растворили в разбавленной азотной кислоте:
3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O (2)
После выделения и прокаливания смеси образуется оксид меди (II):
2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2 + O2 (3)
Определим массу меди в исходной смеси. Для этого найдем количество вещества оксида меди (II), по условию задачи его масса равна 0,8 г:
(моль).
По уравнению (3) 2 моль оксида меди (II) образуется из 2 моль нитрата меди (II), (соотношение n(CuO) : n(Cu(NO3)2) = 1 : 1), следовательно, 0,01 моль оксида меди (II) образуется из 0,01 моль нитрата меди (II). По уравнению (2) из 3 моль меди дает 3 моль нитрата меди (II) (соотношение n(Cu) : n(Cu(NO3)2) = 1 : 1), тогда для образования 0,01 моль нитрата меди (II) необходимо 0,01 моль меди. Количество вещества меди равно 0,01 моль. Рассчитаем массу меди в исходной смеси:
m = n · M = 0,01 · 64 = 0,64 г.
По условию задача масса смеси равна 2 г, определим массу алюминия:
m(Al) = m(смеси) – m(Cu) = 2 – 0,64 = 1,36 (г).
Рассчитаем массовые доли металлов в смеси:
 (%);
 (%).
Для определения объема израсходованного раствора гидроксида натрия, необходимо определить количество вещества NaOH вступившего во взаимодействие с алюминием. По уравнению реакции (1) 2 моль Al реагирует с 2 моль NaOH (соотношение n(Al) : n(NaOH) = 1 : 1). Количество вещества алюминий равно:
 моль,
следовательно, количество вещества n (NaOH) = 0,05 моль.
Определим массу гидроксида натрия:
m (в-ва) = n · M = 0,05 · 40 = 2 (г).
Вычислим массу раствора гидроксида натрия, зная массовую долю NaOH в растворе:
(г).
Определим объем раствора 40%-го раствора гидроксида натрия необходимый для взаимодействия:
(мл).
Ответ: V (p-pa NaOH) = 4,1 мл; ω (Cu) = 32%, ω (Al) = 68%.