Олимпиадная задача по химии Измельченную смесь a г алюминия и b г углерода прокалили без доступа влаги и воздуха, после чего смесь остудили до комнатной температуры и разделили на две равные части. К первой части прилили избыток воды, а к второй - избыток раствора гидроксида натрия, в обоих случаях наблюдалось выделение бесцветного газа. Газы, выделившиеся в результате этих реакций, объединили и высушили. Чему равна объемная доля водорода в смеси? Ответ выразите в процентах и округлите до целых.
Решите задачу при a = 78.0 г и b = 15.0 г.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Найдем количество вещества алюминия и углерода в смеси:
n(Al) = m(Al) / M(Al) = 78.0 г / 27 г/моль = 2.89 моль
n(C) = m(C) / M(C) = 15.0 г / 12 г/моль = 1.25 моль

Общее количество вещества в смеси:
n(total) = n(Al) + n(C) = 2.89 моль + 1.25 моль = 4.14 моль

Рассмотрим реакцию алюминия с водой:
2Al + 6H2O -> 2Al(OH)3 + 3H2 ↑

Найдем количество водорода, выделившегося при реакции с водой:
n(H2) = 3/2 n(Al) = 3/2 2.89 моль = 4.33 моль

Рассмотрим реакцию углерода с гидроксидом натрия:
2NaOH + C -> Na2CO3 + H2 ↑

Найдем количество водорода, выделившегося при реакции с гидроксидом натрия:
n(H2) = n(C) = 1.25 моль

Общее количество выделенного водорода:
n(total_H2) = 4.33 моль + 1.25 моль = 5.58 моль

Найдем объем выделенного водорода при нормальных условиях:
V = n 24 л/моль = 5.58 моль 24 л/моль = 133.92 л

Теперь найдем объемную долю водорода в смеси:
V(H2) / V(total) 100% = 133.92 л / (133.92 л + 93.41 л) 100% = 58%

Ответ: объемная доля водорода в смеси равна 58%.