Химия
8 класс
Вопрос
Образец сплава двух легких металлов, масса которого составляет 1,05 г, обработали соляной кислотой и получили 1337,6 мл водорода, измеренного при температуре 27,3∘С и давлении 770 мм рт. ст. Образец той же массы частично растворился в концентрированном растворе гидроокиси натрия, при этом выделилось 1,080 л водорода при температуре 18∘С и давлении 756 мм рт. ст.
а. Какие металлы входят в состав сплава?
б. Определите их процентное содержание в сплаве.
в. Напишите уравнения проведенных химических реакций.
Ответ
Объем водорода, выделившийся из раствора щелочи при его действии на сплав, при нормальных условиях равен
V10=pVT0p0T=756⋅1080⋅273760⋅291=1008 мл
что соответствует 1008:11200=0,09 г-экв водорода. При действии соляной кислоты на тот же сплав выделилось
V20=770⋅1337,6⋅273760⋅300,3=1232 мл,
или 1232:11200=0,11 г-экв водорода.
Следовательно, один из металлов реагировал как с раствором кислоты, так и с раствором щелочи, а другой - только с раствором щелочи. Количество выделившегося водорода не меняется в зависимости от того, реагирует ли металл с раствором кислоты или щелочи, поэтому одного из легких металлов в смеси было 0,11−0,09=0,02 г-экв (прореагировал только с кислотой), а другого 0,09 г-экв (прореагировал как с кислотой, так и с раствором щелочи).
Можно составить систему уравнений
{xЭ1+yЭ2=1,05x=0,09 или 0,09⋅Э1+0,02⋅Э2=1,05.
Теоретически полученное неопределенное уравнение имеет бесчисленное множество решений, но если предположить, что одним из легких металлов, реагирующих как с кислотами, так и с растворами щелочей, является алюминий (Э=9), то 0,09⋅9+0,02⋅Э2=0,81+0,02Э2=1,05; 0,02=0,24 и Э2=12, что соответствует эквиваленту второго легкого металла - магния. Вполне вероятно, что в состав сплава входили 9⋅0,09=0,81 г алюминия (NULL,14 %) и 0,02⋅12=0,24 г магния (NULL,86 %). (Строгого решения задача не имеет.)