дано:
- масса стали = 13,4 г
- массовая доля HCl = 17 %
состав стали:
- массовая доля железа = 70 %
- массовая доля хрома = 20 %
- массовая доля никеля = 10 %
найти:
массу соляной кислоты, необходимую для растворения стали.
решение:
1. Найдем массу каждого металла в стали:
масса железа = 0,7 * 13,4 г = 9,38 г
масса хрома = 0,2 * 13,4 г = 2,68 г
масса никеля = 0,1 * 13,4 г = 1,34 г
2. Определим количество молей каждого элемента, зная их молярные массы:
молярная масса Fe ≈ 56 г/моль, Cr ≈ 52 г/моль, Ni ≈ 58 г/моль.
- число молей железа:
число молей Fe = 9,38 г / 56 г/моль ≈ 0,167 моль
- число молей хрома:
число молей Cr = 2,68 г / 52 г/моль ≈ 0,0515 моль
- число молей никеля:
число молей Ni = 1,34 г / 58 г/моль ≈ 0,0231 моль
3. Запишем реакции растворения:
- Железо (Fe) реагирует с HCl:
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
- Хром (Cr) реагирует с HCl:
2Cr + 6HCl → 2CrCl3 + 3H2
- Никель (Ni) реагирует с HCl:
Ni + 2HCl → NiCl2 + H2
4. Определим количество HCl, необходимое для каждой реакции:
- Для железа:
количество HCl для Fe = 2 * 0,167 моль = 0,334 моль
- Для хрома:
количество HCl для Cr = 6 * 0,0515 моль = 0,309 моль
- Для никеля:
количество HCl для Ni = 2 * 0,0231 моль = 0,0462 моль
5. Найдем общее количество HCl:
общее количество HCl = 0,334 моль + 0,309 моль + 0,0462 моль ≈ 0,689 моль
6. Найдем массу HCl, необходимую для этой реакции. Молярная масса HCl ≈ 36,46 г/моль:
масса HCl = 0,689 моль * 36,46 г/моль ≈ 25,12 г
7. Теперь найдем массу раствора HCl, зная, что массовая доля HCl равна 17 %:
масса раствора = масса HCl / (массовая доля HCl)
масса раствора = 25,12 г / 0,17 ≈ 147,76 г
ответ: для растворения стали массой 13,4 г необходимо взять примерно 147,76 г соляной кислоты с массовой долей HCl 17 %.