Question

При взаимодействии соляной кислоты с 1,2г сплава магния с алюминием выделилось 1,42л водорода, измеренного при 23градусах Цельсия и давлением 100,7кПа. Вычислите процентный состав сплава( по массе)

Answer 1

2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2 
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2
Количество вещества водорода найдём через уравнение Менделеева-Клайперона: 
PV = nRT 
(P - давление
V - объём 
n - количество вещества
R - газовая постоянная, в нашем случае равна 8,314 Дж/моль*К 
T - температура в Кельвинах (к Цельсию прибавить 273) 
n(H2) = $\frac{PV}{RT}$ = $\frac{100,7*1,42}{8,314*(23+273)} = \frac{142,994}{2460,994}$ = 0,058 моль
Пусть n(H2)(1) в первом уравнении x моль, тогда (0,058-x) моль - n(H2)(2) во втором уравнении. 
n(Al) : n(H2)(1) = 2 : 3 
n(Al) = $\frac{2*n(H2)}{3}$ = $\frac{2x}{3}$ моль 
n(Mg) = n(H2)(2) = 0,058 - х моль
m = M*n  
m(Al) = $\frac{27*2x}{3}$ = 9*2x = 18x г 
m(Mg) = 24(0,058-x) = 1,392 - 24x   г 
m(Al) + m(Mg) = 1,2 г 
18x + 1,392 - 24x = 1,2 
1,392 - 1,2 = 24x - 18x 
0,192 = 6x 
x = $\frac{0,192}{6}$ = 0,032 моль 
n(Al) = $\frac{2*0,032}{3}$ = 0,0213 моль 
n(Mg) = 0,058 - 0,032 = 0,026 моль
m(Al) = 0,0213 * 27 = 0,58 г
m(Mg) = 0,026 * 24 = 0,62 г
w = m вещества / m смеси   * 100% 
w(Al) = $\frac{0,58}{1,2}$ * 100% = 48,3 % 
w(Mg) = $\frac{0,62}{1,2}$ * 100% = 51,7 % 
Ответ: w(Al) = 48,3 % 
           w(Mg) = 51,7 %