Дано:
- общая масса смеси (m_total) = 11,8 г
- массовая доля цинка (w_Zn) = 32,2 %
Найти:
Объем (н. у.) выделившегося водорода (V_H2).
Решение:
1. Находим массу цинка в образце:
m_Zn = m_total * w_Zn = 11,8 г * 0,322 ≈ 3,80 г
2. Находим массу алюминия в образце:
m_Al = m_total - m_Zn = 11,8 г - 3,80 г ≈ 8,00 г
3. Находим количество молей цинка и алюминия:
- Молярная масса цинка (M_Zn) ≈ 65,38 г/моль
- Молярная масса алюминия (M_Al) ≈ 27 г/моль
Количество моль цинка:
n_Zn = m_Zn / M_Zn = 3,80 г / 65,38 г/моль ≈ 0,058 моль
Количество моль алюминия:
n_Al = m_Al / M_Al = 8,00 г / 27 г/моль ≈ 0,296 моль
4. Реакция цинка с щёлочью:
Zn + 2NaOH + 2H2O → Na2Zn(OH)4 + H2 ↑
Из уравнения видно, что 1 моль цинка выделяет 1 моль водорода.
5. Реакция алюминия с щёлочью:
2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na3Al(OH)6 + 3H2 ↑
Из уравнения видно, что 2 моль алюминия выделяют 3 моль водорода.
Теперь нужно найти, сколько водорода выделится из каждой реакции:
Количество моль водорода от цинка:
n_H2_Zn = n_Zn = 0,058 моль
Количество моль водорода от алюминия:
n_H2_Al = (3/2) * n_Al = (3/2) * 0,296 моль ≈ 0,444 моль
6. Общее количество молей водорода:
n_H2_total = n_H2_Zn + n_H2_Al = 0,058 моль + 0,444 моль ≈ 0,502 моль
7. Находим объем водорода при нормальных условиях:
Объем газа (н. у.) можно рассчитать по формуле:
V_H2 = n_H2_total * 22,4 л/моль
V_H2 = 0,502 моль * 22,4 л/моль ≈ 11,24 л
Ответ:
Объем (н. у.) выделившегося водорода составит примерно 11,24 литра.