Расчет массы раствора и массовой доли кислоты

Расчет масы раствора гидроксида натрия

Задача 113.
При взаимодействии гидроксида натрия с алюминием выделился газ объёмом 0.672 л. Найдите массу раствора гидроксида натрия вступившего в реакцию, с массовой долей 20%.
Решение:
w = w%/100% = 20%/100% = 0,2.

Алюминий – амфотерный металл, он легко реагирует со щелочами:

в растворе с образованием тетрагидроксоалюмината натрия  натриятетрагидроксодиакваалюмината натрия (для решения задачи это не имеет значения):
Уравнение реакции имеет вид:

Видео:Как ЛЕГКО понять Химию с нуля — Массовая доля вещества // ХимияСкачать

2Al + 2NaOH + 6H₂O = 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂

или

2Al + 2NaOH + 10H₂O = 2Na[Al(H₂O)₂(OH)₄] + 3H₂

Из уравнений реакций вытекае, что на образование 3 моль водорода затрачивается 2 моль гидроксида натрия. 

Отсюда 

Видео:ХИМИЯ С НУЛЯ — Как решать задачи по Химии на Массовую ДолюСкачать

2n(NaOH) = 3n(H₂);
n(NaOH) = 2/3n(H₂)

Рассчитаем количество выделенного газа, получим:

n(H₂) = V(H₂)/Vm = 0,672/22,4 = 0,03 моль.

Тогда

n(NaOH) = 2/3n(H₂) =  (2 ^. 0,03)/3 = 0,02 моль.

Видео:8 класс. Массовая доля растворенного вещества. Решение задач.Скачать

Рассчитаем NaOH, получим;:

m(NaOH) = n(NaOH) ^. M(NaOH) = 0,02 моль ^. 40 г/моль = 0,8 г.

Рассчитаем фактическую массу раствора NaOH, получим:

m_(p-pa) = m(NaOH)/w =  0,8/0,2 = 4 г.

Ответ: m_(p-pa) = 4 г.
 

Расчет массовой доли серной кислоты в исходном растворе

Задача 114.
В раствор серной кислоты массой 79,5 г погрузили алюминиевую пластинку массой 5,4 г и через некоторое время извлекли ее; к этому моменту выделился газ объемом (н.у.) 3,36 дм³, а массовая доля серной кислоты стала в 2 раза меньше массовой доли соли. Рассчитайте массу пластинки после ее извлечения и массовую долю серной кислоты в исходном растворе.
Решение:
m(пластинки Al) = 5,4 г;
m(p-pa) = 79,5 г;
V(H₂) = 3,36 дм³;
М[Al₂(SO₄)₃] = 342 г/моль;
m₂(пластинки Al) = ?
w%(H₂SO₄) = ?

Уравнение реакции имеет вид:

Видео:Массовая и объёмная доли компонентов в смеси | Химия 8 класс #25 | ИнфоурокСкачать

2Al + 3H₂SO₄(разб.) = Al₂(SO₄)₃ + 3H₂

Из уравнения вытекает, что на образование 3 моль водорода затрачивается 2 мол алюминия и образуется 1 моль соли, т.е.
2n(Al) = 3n(H₂) или n(Al) = 2/3n(H₂). Также n[Al₂(SO₄)₃] = 3n(H₂) или n[Al₂(SO₄)₃] = 1/3n(H₂).

Рассчет количества водорда:

n(H₂) = V(H₂)/Vm = 3,36/22,4 = 0,15 моль

Отсюда

n(Al) = 2/3n(H₂) = 2/3 ^. 0,15 моль = 0,1 моль.

Видео:МАССОВАЯ доля растворенного вещества / объяснение простыми словами / ХИМИЯ 8 классСкачать

Рассчитаем массу потраченного на реакцию алюминия получим:

m(Al) =  n(Al) ^. M(Al) = 0,1 ^. 27 = 2,7 г.

Рассчитайте массу пластинки после ее извлечения:

m₂(пластинки Al) = m(пластинки Al) — m(Al) = 5,4 — 2,7 = 2,7  г.

Рассчитаем массу полученной соли сульфата алюминия:

Видео:Расчет выхода продукта от теоретически возможного. 10 класс.Скачать

m[Al₂(SO₄)₃] = n[Al₂(SO₄)₃] ^. M[Al₂(SO₄)₃] = (0,15/3) ^. 342 = 17,1 г.

Теперь рассчитаем массовую долю сульфата алюминия, получим:

w%[Al₂(SO₄)₃] = {m[Al₂(SO₄)₃] ^. 100%}/m(p-pa) = (17,1 г ^. 100%)/79,5 г = 21,5%.

Так как по условию задачи массовая доля серной кислоты в 2 раза меньше массовой доли соли, то тогда w%(H₂SO₄) = 2w%[Al₂(SO₄)₃].

Тогда 

w%(H₂SO₄) = 2 ^. 21,5% = 43%.

Ответ: w%(H₂SO₄) = 43%; m2(пластинки Al) = 2,7 г.