1) при действии избытка воды на 7.6 грамм смеси натрий гидрида и калий гидрида получили 5.6 литров водорода. определите массовый состав исходной смеси.

1) nah + h2o = naoh + h2

2) kh + h2o = koh + h2

n(h2) = v(h2)/vm = 5,6/22,4 = 0,25моль

n(h2) = n1(h2) + n2(h2)

n1(h2) = n(nah)

n2(h2) = n(kh)

найдем количества nah и kh.

пусть m(nah) = x г, тогда m(kh) = 7,6-x г.

n(nah) = m(nah)/m(nah) = x/24 моль

n(kh) = (7,6-x)/40 моль

составляем уравнение:

0,25 = x/24 + (7,6-x)/40

решаем уравнение:

0,25*24*40 = 40х + 182,4 - 24х

240 = 16х + 182,4

57,6 = 16х

х = 57,6/16

х = 3,6 (г)

m(nah) = 3,6 г, m(kh) = 7,6 - 3,6 = 4 г.

 

Пишем реакции mg + 2hcl = mgcl2 + h2 2al + 6hcl = 2alcl3 + 3h2 считаем количество вещества водорода n = v / vm = 4.48 / 22.4 = 0.2 моль (m(h2) = n * m = 0.2 * 2 = 0.4 г) пусть количество вещества водорода со второй реакции = х моль, тогда количество вещества водорода с первой реакции = 0.2 - х моль по уравнению количество вещества магния = 0.2 - х моль, а количество вещества алюминия = 2х / 3 моль составляем уравнение на основании формулы расчета массы: m = n * m 24 * (0.2 - x) + 27 * (2x / 3) = 3.9 4.8 - 24x + 54x / 3 = 3.9 4.8 - 24x + 18x = 3.9 6x = 0.9 x = 0.15 посчитаем массу магния в сплаве m = n * m = (0.2 - 0.15) * 24 = 1.2 г (ну, а алюминий все остальное) считаем массу конечного раствора при условии, что водород ушел 500 + 3.9 - 0.4 = 503.5 г по уравнению первой реакции израсходовано вдвое больше кислоты чем образовалось водорода, т.е. 0.05 * 2 = 0.1 моль по уравнению второй реакции также израсходовано вдвое больше кислоты чем образовалось водорода, т.е. 0.15 * 2 = 0.3 моль считаем всю кислоту, которая израсходовалась m = n * m = 0.4 * 36.5 = 14.6 г считаем сколько кислоты было в начальном растворе m = w * m(раствора) = 0.05 * 500 = 25 г значит осталось кислоты: 25 - 14.6 = 10.4 г считаем массовую долю кислоты w = m(hcl) / m(раствора) = 10.4 / 503.5 = 0.02 или 2%по уравнению хлорида магния столько же, сколько и водорода в первой реакции, т.е. 0.05 моль считаем массу хлорида магния m = n * m = 0.05 * 95 = 4.75 г считаем массовую долю хлорида магния w = m(mgcl2) / m(раствора) = 4.75 / 503.5 = 0.0094 или  0.94%хлорида алюминия в 1,5 раза меньше чем водорода во второй реакции, т.е. 0.15 / 1.5 = 0.1 моль считаем массу хлорида алюминия m = n * m = 0.1 * 133.5 = 13.35 г считаем массовую долю хлорида алюминия w = m(alcl3) / m(раствора) = 13.35 / 503.5 = 0.0265 или 2.65%

анализируем условие :

в реакцию вступают  оба  металла. здесь водород из кислоты выделяется в обеих реакциях. поэтому прямым расчётом здесь нельзя воспользоваться. в таких случаях удобно решать с простой системы уравнений, приняв за  х - число моль одного из металлов, а за  y  - количество вещества второго.

1.        находим количество вещества водорода:   n(h2)=v(h2)÷vm=0.4моль.

2.        пусть количество алюминия xмоль, а железа  yмоль. тогда можно выразить через  x  и  y количество выделившегося водорода:

2ai + 6hci=2aici₃ + 3h₂ (1)

n(ai)=1моль   n(h2)=3моль

n(ai)=xмоль     n(h₂)=1.5xмоль

fe + hci=feci₂ +h₂

n(fe)=yмоль    n(h₂)=yмоль

3.        общее количество водорода:   0,4 моль, значит

1,5х +y=0,4моль    (это первое уравнение в системе).

5.        для смеси металлов нужно выразить  массы через количества веществ. m=nхm, отсюда m=m×n значит:  

масса алюминия m(ai)=27x,   масса железа m(fe)=56y

масса всей смеси: 27x+56y=11    (это второе уравнение в системе).

6.        итак, мы имеем систему из двух уравнений: 1,5х +y=0,4моль 

  27x+56y=11

решим такую   систему методом вычитания, домножив первое уравнение на 18 и вычитая первое уравнение из второго:

  27х+18y=7,2

(56-18)y=11-7,2 

y=3,8÷38=0,1моль fe

x=0,2мольai (на основе реакции 1)

7. находим массы металлов и их массовые доли в смеси:

  масса железа       m(fe)=0,1мольх56г.моль=5,6г.

  масса алюминия m(ai)=0,2моль х27г./моль=5,4г.  

7. находим массовые доли железа и алюминия в смеси:

ω(fe)=5,6г.÷11г.= 0,509 ω%=ω(fe)х100%=50,9%

ω(ai)=5,4г.÷11г.= 0,491   ω%=ω(ai)х100%=49,1%

8.ответ: в смеси массовая доля железа 0,509 или 50,9% и массовая доля    алюминия 0,491 или 49,1%