Смесь порошков алюминия и углерода общей массой 25 г прокалили в электрической печи. После окончания реакции к полученной смеси добавили 365 г 20%-й соляной кислоты, при этом осталось 3,4 г нерастворившегося вещества. Рассчитайте массовые доли простых веществ в исходной смеси и массовую долю соли в полученном растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
💡 Пошаговый разбор и решение:
1. Напишем уравнения реакций:
$\ChemForm4Al + 3C = Al_4C_3$
$\ChemFormAl_4C_3 + 12HCl = 4AlCl_3 + 3CH_4\uparrow$
2. Определим состав исходной смеси.
Нерастворившийся в соляной кислоте остаток — углерод, находившийся в избытке.
$\it m\rm ( Al_4C_3 ) = 25 - 3,4 = 21,6г$
$\nu\rm ( Al_4C_3 ) = 21,6 : 144 = 0,15\text моль$
$\nu\rm ( Al ) = 4 \cdot 0,15 = 0,6моль$
$\it m\rm ( Al ) = 0,6 \cdot 27 = 16,2г$
$\omega\rm ( Al ) = 16,2 : 25 \cdot 100 \% = 64,8\%$
$\omega\rm ( C ) = 100\% - 64,8\% = 35,2\%$
3. Найдем массу раствора:
$\nu\rm ( HCl ) = 365 \cdot 0,2 : 36,5 = 2моль$ — избыток;
$\nu\rm ( CH_4 ) = 3 \cdot \nu\rm ( Al_4C_3 ) = 3 \cdot 0,15 = 0,45моль$
$\it m\rm ( р - ра ) = \it m\rm ( Al_4C_3 ) + \it m\rm ( р - ра HCl ) - \it m\rm ( CH_4 ) = 21,6 + 365 - 0,45 \cdot 16 = 379,4г$ $\it m\rm ( р - ра ) = \it m\rm ( Al_4C_3 ) + \it m\rm ( р - ра HCl ) - \it m\rm ( CH_4 ) =$
$= 21,6 + 365 - 0,45 \cdot 16 = 379,4г$
4. Найдем массовую долю хлорида алюминия в растворе:
$\nu\rm ( AlCl_3 ) = 4 \cdot 0,15 = 0,6моль$
$\it m\rm ( AlCl_3 ) = 0,6 \cdot 133,5 = 80,1г$
$\omega\rm ( AlCl_3 ) = 80,1 : 379,4 \cdot 100\% = 21,1\%$
Ответ: $\omega\rm ( Al ) =64,8\%$ $\omega\rm ( C ) =35,2\%$ $\omega\rm ( AlCl_3 ) =21,1\%$
$\ChemForm4Al + 3C = Al_4C_3$
$\ChemFormAl_4C_3 + 12HCl = 4AlCl_3 + 3CH_4\uparrow$
2. Определим состав исходной смеси.
Нерастворившийся в соляной кислоте остаток — углерод, находившийся в избытке.
$\it m\rm ( Al_4C_3 ) = 25 - 3,4 = 21,6г$
$\nu\rm ( Al_4C_3 ) = 21,6 : 144 = 0,15\text моль$
$\nu\rm ( Al ) = 4 \cdot 0,15 = 0,6моль$
$\it m\rm ( Al ) = 0,6 \cdot 27 = 16,2г$
$\omega\rm ( Al ) = 16,2 : 25 \cdot 100 \% = 64,8\%$
$\omega\rm ( C ) = 100\% - 64,8\% = 35,2\%$
3. Найдем массу раствора:
$\nu\rm ( HCl ) = 365 \cdot 0,2 : 36,5 = 2моль$ — избыток;
$\nu\rm ( CH_4 ) = 3 \cdot \nu\rm ( Al_4C_3 ) = 3 \cdot 0,15 = 0,45моль$
$\it m\rm ( р - ра ) = \it m\rm ( Al_4C_3 ) + \it m\rm ( р - ра HCl ) - \it m\rm ( CH_4 ) = 21,6 + 365 - 0,45 \cdot 16 = 379,4г$ $\it m\rm ( р - ра ) = \it m\rm ( Al_4C_3 ) + \it m\rm ( р - ра HCl ) - \it m\rm ( CH_4 ) =$
$= 21,6 + 365 - 0,45 \cdot 16 = 379,4г$
4. Найдем массовую долю хлорида алюминия в растворе:
$\nu\rm ( AlCl_3 ) = 4 \cdot 0,15 = 0,6моль$
$\it m\rm ( AlCl_3 ) = 0,6 \cdot 133,5 = 80,1г$
$\omega\rm ( AlCl_3 ) = 80,1 : 379,4 \cdot 100\% = 21,1\%$
Ответ: $\omega\rm ( Al ) =64,8\%$ $\omega\rm ( C ) =35,2\%$ $\omega\rm ( AlCl_3 ) =21,1\%$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 118932 • Задание №10
Установите соответствие между названием вещества и общей формулой класса органических соединений, к которому о...
ID 115291 • Задание №1
Определите, атомы каких двух из указанных в ряду элементов имеют на внешнем энергетическом уровне шесть электр...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Ответ правильный и полный, включает все названные выше элементы. | 4
В ответе допущена ошибка в одном из названных выше элементов. | 3
В ответе допущены ошибки в двух из названных выше элементов. | 2
В ответе допущены ошибки в трех из названных выше элементов. | 1
Все элементы ответа записаны неверно. | 0
Максимальный балл | 4
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Ответ правильный и полный, включает все названные выше элементы. | 4
В ответе допущена ошибка в одном из названных выше элементов. | 3
В ответе допущены ошибки в двух из названных выше элементов. | 2
В ответе допущены ошибки в трех из названных выше элементов. | 1
Все элементы ответа записаны неверно. | 0
Максимальный балл | 4
🔗 Другие задания линии №34 по предмету Химия:
ID 126200
При нагревании образца карбоната кальция часть вещества разложилась. При этом выделилось 4,48 л...
ID 126201
Навеску гидрокарбоната натрия прокаливали в течение непродолжительного времени и получили тверд...
ID 126202
Навеску основного карбоната меди прокаливали в течение непродолжительного времени и получили тв...
ID 126203
Навеску технического карбоната кальция массой 8,00 г растворили в избытке соляной кислоты. К по...
ID 126204
Железную проволоку массой 0,295 г растворили при нагревании в избытке разбавленной азотной кисл...