Химия
8 класс
Вопрос
На 0,4 г смеси опилок магния, алюминия и меди подействовали разбавленной соляной кислотой и получили 358,4 мл водорода, измеренного при нормальных условиях. Известно, что из такого же количества смеси можно получить 0,05 г окиси меди.
а. Вычислите процентный (по массе) состав смеси.
б. Каким образом из исходной массы можно выделить медь в виде окиси меди? Напишите соответствующие уравнения реакций и объясните план получения окиси меди. Для атомных масс принять целочисленные значения: $Mg$ - 24, $Al$ - 27, $Cu$ - 64.
Ответ
При действии соляной кислоты в реакцию вступают магний и алюминий
$Mg + 2HCl = MgCl_2 + H_2$,
24 г $Mg$ вытесняет 1 моль (NULL,4 л) $H_2$;
$Al + 3HCl = AlCl_3 + 1,5H_2$,
27 г $Al$ вытесняет 1,5 моля (NULL,6 л) $H_2$.
В 0,4 г смеси содержится $(x : 24)$ молей $Mg$ и $(y : 27)$ молей $Al$, при взаимодействии которых с $HCl$ выделяется соответственно $x_1 = (NULL,4 \cdot x : 24)$ л
$H_2$ и $x_2 = (NULL,6 \cdot y : 27)$ л $H_2$.
$\frac{22,4x}{24} + \frac{33,6y}{27} = \frac{358,4}{1000}$, или $\frac{x}{12} + \frac{y}{9} = 0,032$. (1)
Количество окиси меди, которую можно получить из смеси, эквивалентно количеству содержащейся в смеси меди
1 моль (80 г) $CuO$ эквивалентен 64 г (1 моль) $Cu$,
0,05 г $CuO$ - $z$ г $Cu$,
$z = 0,04 \: г Cu$.
Следовательно, в 0,4 г смеси содержится 0,04 г $Cu$ (10 %) и $0,4 - 0,04 = 0,36$ г смеси $Mg$ и $Al$, тогда
$x + y = 0,36$. (2)
Решая систему уравнений (1) и (2), получаем
$\begin{cases} \frac{x}{12} + \frac{y}{9} = 0,032, x = 0,288 \: г \: Mg (72 \%) \\ x + y = 0,36, y = 0,0072 \: г \: Al (18 \%) \end{cases}$.