При взаимодействии 20г смеси меди и алюминия с избытком концентрированной серной кислоты выделилось 4,48 л газа (н.у.). Найти массовые доли металлов в смеси.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи сначала определим количество вещества выделившегося газа с учетом нормальных условий (н.у.).

Объем газа приведенный к нормальным условиям можно рассчитать по формуле:
V(н.у.) = V(усл.) (273 + t) / (273 + 0) (P(н.у.) / P(усл.)),
где V(н.у.) - объем газа при нормальных условиях,
V(усл.) - измеренный объем газа,
t = 20 градусов - температура в помещении,
P(н.у.) - давление при нормальных условиях = 1 атм,
P(усл.) - давление в помещении = 1 атм.

V(н.у.) = 4.48 * (273 + 20) / 273 ≈ 5.026 л

Теперь найдем моль газа по уравнению состояния идеального газа:
PV = nRT,
где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

n = PV / RT,
n = 1 * 5.026 / 0.0821 / (273 + 20) ≈ 0.21 моль.

Так как согласно химическому уравнению на 1 моль меди и алюминия теоретически выделяется 1 моль водорода, то масса водорода в результатах эксперимента равна 0.21 моль. Масса 1 моля водорода равна 2 * 1 = 2 г.

Таким образом, масса смеси меди и алюминия равна 20 г, масса меди m(Cu) = 2 г * 0.21 моль = 0.42 г, масса алюминия m(Al) = 20 - 0.42 = 19.58 г.

Итак, массовые доли металлов в смеси: для меди - 0.42 г / 20 г 100% ≈ 2.1%, для алюминия - 19.58 г / 20 г 100% ≈ 97.9%.