Дано:
Масса прокаленного осадка (Al(OH)3) = 0.2 г
Масса остатка после прокаливания (Cu, Mg) = 0.8 г
Найти:
Процентное содержание алюминия (Al) в исходной смеси
Решение:
1. Уравнения реакций:
a) Реакция образования осадка алюминия гидроксида (Al(OH)3):
Al^3+ + 3OH^- -> Al(OH)3
b) Реакция образования осадка меди(I) оксида (Cu2O):
2Cu^+ + O2 + H2O -> 2Cu2O + 2H^+
c) Реакция образования осадка гидроксида магния (Mg(OH)2):
Mg^2+ + 2OH^- -> Mg(OH)2
2. Рассмотрим расчет количества вещества алюминия, содержащегося в прокаленном осадке:
m(Al(OH)3) = 0.2 г
M(Al(OH)3) = 78 г/моль (молярная масса Al(OH)3)
n(Al(OH)3) = m / M = 0.2 г / 78 г/моль = 0.0026 моль
3. Из уравнения реакции a) видно, что 1 моль Al(OH)3 соответствует 1 моль алюминия (Al).
4. Найдем массу алюминия:
n(Al) = 0.0026 моль
M(Al) = 27 г/моль (молярная масса Al)
m(Al) = n * M = 0.0026 моль * 27 г/моль = 0.0702 г
5. Рассмотрим расчет количества вещества меди (Cu), содержащегося в остатке после прокаливания:
m(Cu2O) = 0.8 г
M(Cu2O) = 143 г/моль (молярная масса Cu2O)
n(Cu2O) = m / M = 0.8 г / 143 г/моль = 0.0056 моль
6. Из уравнения реакции b) видно, что 2 моль Cu2O соответствуют 4 молям меди (Cu).
7. Найдем массу меди:
n(Cu) = 4 * n(Cu2O) = 4 * 0.0056 моль = 0.0224 моль
M(Cu) = 63.5 г/моль (молярная масса Cu)
m(Cu) = n * M = 0.0224 моль * 63.5 г/моль = 1.42 г
8. Рассмотрим расчет количества вещества магния (Mg), содержащегося в остатке после прокаливания:
m(Mg(OH)2) = масса остатка - масса меди = 0.8 г - 1.42 г = -0.62 г (отрицательное значение, ошибка)
9. Исходя из пункта 8, ошибка в расчете количества вещества магния указывает на то, что магний отсутствует в исходной смеси.
10. Найдем общую массу исходной смеси:
m(исходная смесь) = масса алюминия + масса меди = 0.0702 г + 1.42 г = 1.49 г
11. Найдем процентное содержание алюминия в исходной смеси:
%Al = (m(Al) / m(исходная смесь)) * 100% = (0.0702 г / 1.49 г) * 100% ≈ 4.7%
Ответ:
Процентное содержание алюминия (Al) в исходной смеси составляет около 4.7%.