Тема: Щелочноземельные металлы.
1. Смесь меди и алюминия массой 20 г обработали 96%-ным раствором азотной кислоты, при этом выделилось 8,96 л газа (н. у.). Определить массовую долю алюминия и меди в смеси.
2. Какая масса 15 %-ного раствора соляной кислоты потребуется для полного растворения 20 г смеси цинка с оксидом цинка, если при этом выделился водород объемом 7,48 л (н.у.)?

1. Дано:

m(Cu + Al) = 20г

ω = (HNO3) = 96%

V(газа) = 8,96 л

ω(Cu) = ?

ω(Al) = ?

Решение:

Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 ↑ + 2H2O

Al + HNO3

n(NO2) = V(NO2)/V(m) = V(газа)/V(m) = 8,96 л : 22,4 л/моль = 0,4 моль

по уравнению реакции: n(Cu) = 1/2 * n(NO2) = 1/2 * 0,4 = 0,2 моль

m(Cu) = n(Cu) * M(Cu) = 0,2 моль * 64 г/моль = 12,6 г

ω(Cu) = m(Cu)/m(Cu + Al) * 100% = 12,8/20 * 100% = 64%

ω(Al) = 100% - ω(Cu) = 100% - 64% = 36%

Ответ: ω(Cu) = 64%, ω(Al) = 36%

2) n(H2) = 7,48 л / 22,4 л/моль ≈ 0,334 моль

Уравнение для массы смеси: 65,38x + 81,38y = 20 г, где x - моли Zn, y - моли ZnO.

x = n(H2) = 0,334 моль, т.к. H2 выделяется только от Zn.

Найдем y: 65,38 * 0,334 + 81,38y = 20 г => y ≈ 0,043 моль.

Теперь определим количество молей соляной кислоты (HCl), которое потребуется для реакции:

n(HCl) = 2x + 2y = 2 * (0,334 + 0,043) ≈ 0,754 моль

Масса соляной кислоты:

m(HCl) ≈ 0,754 моль * 36,46 г/моль ≈ 27,48 г

Так как это 15%-ный раствор, мы можем найти массу всего раствора:

m(раствор) = m(HCl) / 0,15 ≈ 27,48 г / 0,15 ≈ 183,2 г

Ответ: Для полного растворения 20 г смеси цинка с оксидом цинка потребуется около 183,2 г 15%-ного раствора соляной кислоты.