дано:
- масса раствора NaOH: 32,1 г
- массовая доля NaOH в растворе: 30,0 %
- массовая доля HCl в растворе: 22,8 %
- плотность HCl: 1,12 г/см³
найти:
объем соляной кислоты, необходимый для полного растворения алюминия.
решение:
1. Рассчитаем массу гидроксида натрия (NaOH) в растворе.
Масса NaOH = масса раствора * массовая доля
Масса NaOH = 32,1 г * 0,30 = 9,63 г
2. Находим количество вещества (моль) NaOH.
M(NaOH) = 40,00 г/моль
n(NaOH) = m(NaOH) / M(NaOH)
n(NaOH) = 9,63 г / 40,00 г/моль = 0,24075 моль
3. Теперь определим, сколько алюминия было растворено:
Реакция с NaOH:
2 Al + 2 NaOH + 6 H2O → 2 Na[Al(OH)4]
Из уравнения следует, что на 2 моль Al требуется 2 моль NaOH, то есть 1 моль Al требует 1 моль NaOH.
n(Al) = n(NaOH) = 0,24075 моль.
4. Теперь определим, сколько HCl потребуется для реакции с алюминием.
Реакция с HCl:
2 Al + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2
Из уравнения видно, что на 2 моль Al требуется 6 моль HCl, то есть 1 моль Al требует 3 моль HCl.
n(HCl) = 3 * n(Al) = 3 * 0,24075 моль = 0,72225 моль.
5. Рассчитаем массу HCl, необходимую для этой реакции.
M(HCl) = 36,46 г/моль
m(HCl) = n(HCl) * M(HCl)
m(HCl) = 0,72225 моль * 36,46 г/моль ≈ 26,34 г.
6. Определим объем раствора HCl, зная его массовую долю и плотность.
Масса раствора HCl = масса HCl / массовая доля
Масса раствора HCl = 26,34 г / 0,228 = 115,74 г.
7. Найдем объем раствора HCl:
V = масса раствора HCl / плотность
V = 115,74 г / 1,12 г/см³ ≈ 103,32 см³.
ответ:
Объем соляной кислоты, необходимый для полного растворения алюминия, составляет приблизительно 103,32 см³.