Номер 755, страница 134 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

755. Водород каким объёмом (н. у.) выделится при действии избытка водного раствора гидроксида натрия на сплав алюминия и магния массой 16,2 г с массовой долей магния, равной 8,66 %, если его практический выход равен 96,6 % ?

Дано:

$m(сплава) = 16,2 \text{ г}$

$\omega(Mg) = 8,66 \% = 0,0866$

$\eta(H_2) = 96,6 \% = 0,966$

Раствор $NaOH$ в избытке

Найти:

$V_{практ.}(H_2) - ?$

Решение:

1. В водном растворе гидроксида натрия из компонентов сплава будет реагировать только алюминий, так как он является амфотерным металлом. Магний с растворами щелочей не реагирует. Уравнение реакции алюминия с гидроксидом натрия:

$2Al + 2NaOH + 6H_2O \rightarrow 2Na[Al(OH)_4] + 3H_2\uparrow$

2. Рассчитаем массу магния в сплаве, а затем массу алюминия.

Масса магния:

$m(Mg) = m(сплава) \cdot \omega(Mg) = 16,2 \text{ г} \cdot 0,0866 = 1,40292 \text{ г}$

Масса алюминия:

$m(Al) = m(сплава) - m(Mg) = 16,2 \text{ г} - 1,40292 \text{ г} = 14,79708 \text{ г}$

3. Найдем количество вещества алюминия, вступившего в реакцию. Молярная масса алюминия $M(Al) = 27 \text{ г/моль}$.

$n(Al) = \frac{m(Al)}{M(Al)} = \frac{14,79708 \text{ г}}{27 \text{ г/моль}} \approx 0,548 \text{ моль}$

4. По уравнению реакции определим теоретическое количество вещества водорода, которое может выделиться. Соотношение количеств веществ алюминия и водорода:

$n(H_2) : n(Al) = 3 : 2$

$n_{теор.}(H_2) = \frac{3}{2} \cdot n(Al) = \frac{3}{2} \cdot 0,548 \text{ моль} = 0,822 \text{ моль}$

5. Рассчитаем теоретический объем водорода при нормальных условиях (н. у.). Молярный объем газа при н. у. $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$.

$V_{теор.}(H_2) = n_{теор.}(H_2) \cdot V_m = 0,822 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 18,4128 \text{ л}$

6. Теперь найдем практический объем выделившегося водорода с учетом практического выхода.

$V_{практ.}(H_2) = V_{теор.}(H_2) \cdot \eta(H_2) = 18,4128 \text{ л} \cdot 0,966 \approx 17,8 \text{ л}$

Ответ: объем выделившегося водорода равен 17,8 л.