дано:
- масса сплава = 16,2 г
- массовая доля магния = 8,66 %
- практический выход водорода = 96,6 %
найти:
- объём водорода, выделившегося при реакции (н. у.)
решение:
1. Рассчитаем массу магния в сплаве:
масса магния = масса сплава * (массовая доля магния / 100)
масса магния = 16,2 г * (8,66 / 100) ≈ 1,40 г.
2. Найдём массу алюминия в сплаве:
масса алюминия = масса сплава - масса магния
масса алюминия = 16,2 г - 1,40 г ≈ 14,80 г.
3. Установим, какие реакции происходят с алюминием и магнием в присутствии гидроксида натрия:
- Реакция с алюминием:
2 Al + 2 NaOH + 2 H2O → 2 NaAl(OH)4 + H2↑
- Реакция с магнием:
Mg + 2 NaOH + 2 H2O → Na2Mg(OH)4 + H2↑
4. Определим количество молей магния и алюминия:
Молярная масса Mg = 24,31 г/моль,
Молярная масса Al = 26,98 г/моль.
Количество молей магния:
n(Mg) = масса магния / M_Mg = 1,40 г / 24,31 г/моль ≈ 0,0575 моль.
Количество молей алюминия:
n(Al) = масса алюминия / M_Al = 14,80 г / 26,98 г/моль ≈ 0,549 моль.
5. В реакциях 1 моль Mg и 2 моль Al дают по 1 молю H2. Таким образом, мы можем выделить водород от обеих металлов.
Для магния:
n(H2 from Mg) = n(Mg) = 0,0575 моль.
Для алюминия:
n(H2 from Al) = n(Al) / 2 = 0,549 моль / 2 ≈ 0,2745 моль.
6. Теперь определим общее количество водорода:
n(H2 total) = n(H2 from Mg) + n(H2 from Al)
n(H2 total) ≈ 0,0575 + 0,2745 ≈ 0,332 моль.
7. Находим объём водорода при нормальных условиях:
Объём H2 (н. у.) = n(H2 total) * V_m, где V_m = 22,4 л/моль.
Объём H2 (н. у.) = 0,332 моль * 22,4 л/моль ≈ 7,44 л.
8. С учётом практического выхода:
Объём водорода = Объём H2 (н. у.) * (практический выход / 100)
Объём водорода = 7,44 л * (96,6 / 100) ≈ 7,18 л.
ответ:
Объём водорода, выделившегося при реакции, составляет примерно 7,18 л при н. у.