Вычислите массовую долю (в %) примесей в техническом алюминии, при обработке навески которого массой 9 г избытком раствора гидроксида натрия выделился газ объемом 10,6 при н. у

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи нужно определить, сколько граммов алюминия (Al) содержится в n ат. гидроксида натрия (NaOH) по химическому уравнению и затем найти массовую долю примесей.

Сначала найдем количество моль соединения Al в 9 г технического алюминия:

n(Al) = m(Al) / M(Al),

где m(Al) = 9 г - масса избытка раствора гидроксида натрия,
M(Al) = молярная масса алюминия.

Молярная масса алюминия (Al) = 27 г/моль.

n(Al) = 9 г / 27 г/моль = 0.333 моль.

Рассмотрим стехиометрию реакции:

2 Al + 6 NaOH => 2 Na3[Al(OH)6] + 3 H2

По уравнению 2 моль Al соответствуют 6 молей NaOH.

n(NaOH) = 3 n(Al) = 3 0.333 моль = 1 моль.

Теперь найдем массу NaOH в 1 моль:

m(NaOH) = n(NaOH) * M(NaOH),

где M(NaOH) = молярная масса гидроксида натрия (NaOH) = 40 г/моль + 16 г/моль + 1 г/моль = 40 г/моль.

m(NaOH) = 1 моль * 40 г/моль = 40 г.

Найдем массовую долю примесей в гидроксиде натрия:

% = (масса примесей / общая масса) * 100%,

где общая масса = масса NaOH + масса воды (H2O).

Так как в образовался газ, который занимает 10.6 л при нормальных условиях (STP), то из уравнения реакции видно, что в 1 моль NaOH выделяется 3 моль H2 газа. По закону Авогадро 1 моль газа занимает примерно 22.4 л объема при н. у.

Объем H2 = 10.6 л * 3 моль / 1 моль = 31.8 л.

То есть в реакции образовалось 31.8 л / 22.4 л/моль = 1.42 моль H2.

Общая масса будет равна массе Al (масса NaOH и масса H2 могут не учитываться, так как они покидают систему).

Общая масса = 9 г,
Массовая доля примесей = (40 г / 9 г) * 100% = 444.44%.

Таким образом, массовая доля примесей в техническом алюминии составляет 444.44%.