Каковы массовые доли магния и алюминия в конечном растворе после реакции растворения сплава магния с алюминием

Тема: Массовые доли магния и алюминия в конечном растворе после реакции растворения сплава магния с алюминием в соляной кислоте и обработки полученного раствора гидроксидом натрия.

Пояснение: Пусть вначале имеется сплав магния с алюминием, который реагирует с соляной кислотой (HCl) в следующей реакции:

Mg + Al + 6HCl → MgCl2 + AlCl3 + 3H2

В результате этой реакции образуются хлорид магния (MgCl2), хлорид алюминия (AlCl3) и молекулы водорода (H2). Далее полученный раствор обрабатывается гидроксидом натрия (NaOH), и совершается реакция:

MgCl2 + 2NaOH → Mg(OH)2 + 2NaCl

В результате этой реакции образуется гидроксид магния (Mg(OH)2) и хлорид натрия (NaCl). Обработанный раствор содержит только эти два вещества. Для определения массовых долей магния (Mg) и алюминия (Al) в конечном растворе необходимо учесть, что в гидроксиде магния каждый магниевый ион (Mg2+) соответствует одному атому магния, а в хлориде натрия каждый ион натрия (Na+) соответствует одному алюминиевому иону (Al3+).

Пример: Пусть в исходном сплаве присутствуют 10 г магния и 5 г алюминия. Рассчитаем массовые доли магния и алюминия в конечном растворе после реакции и последующей обработки. Первый этап - растворение сплава:

Масса магния: 10 г
Масса алюминия: 5 г

Молярная масса магния (Mg): 24 г/моль
Молярная масса алюминия (Al): 27 г/моль

Масса хлорида магния (MgCl2): 95 г
Масса хлорида алюминия (AlCl3): 133 г
Масса водорода (H2): 3 г

Масса раствора после растворения: 231 г (95 г + 133 г + 3 г)

Второй этап - обработка раствора гидроксидом натрия:

Масса гидроксида магния (Mg(OH)2): 58 г (24 г + 2 * 17 г)
Масса хлорида натрия (NaCl): 58 г

Масса раствора после обработки: 116 г (58 г + 58 г)

Таким образом, массовая доля магния (Mg) в конечном растворе составляет 50% (58 г / 116 г), а массовая доля алюминия (Al) составляет также 50% (58 г / 116 г).

Совет: Для лучшего понимания данной задачи, рекомендуется обратить внимание на балансировку химических уравнений и взаимодействие ионов в химических реакциях. Также важно помнить, что молярная масса каждого вещества позволяет перевести массу в граммах в количество вещества в молях и наоборот.

Дополнительное задание: Предположим, исходный сплав содержит 6 г магния и 9 г алюминия. Рассчитайте массовые доли магния и алюминия в конечном растворе после реакции и обработки.

Суть вопроса: Расчёт массовых долей элементов в растворе после реакции растворения сплава магния с алюминием в соляной кислоте и обработки полученного раствора гидроксидом натрия.

Пояснение:
Перед нами реакция растворения сплава магния с алюминием в соляной кислоте. Запишем уравнение реакции:

Mg + Al + 6HCl ➡️ MgCl2 + AlCl3 + 3H2↑

Из уравнения видно, что магний и алюминий реагируют с соляной кислотой, образуют соответствующие хлориды и выделяется водород.

Затем полученный раствор обрабатывается гидроксидом натрия по уравнению реакции:

MgCl2 + 2NaOH ➡️ Mg(OH)2↓ + 2NaCl

AlCl3 + 3NaOH ➡️ Al(OH)3↓ + 3NaCl

Это значит, что хлорид магния превращается в гидроксид магния, а хлорид алюминия превращается в гидроксид алюминия.

Для расчёта массовых долей элементов в конечном растворе, нам понадобятся начальные массы магния и алюминия, молярные массы соответствующих веществ и применение стехиометрии реакции.

Дополнительный материал:
Предположим, у нас есть сплав массой 10 г, содержащий 70% массы магния и 30% массы алюминия. Найдём массовые доли магния и алюминия в конечном растворе после реакции.

Совет:
Для лучшего понимания данной темы рекомендуется изучить стехиометрию реакций и связанные понятия, такие как молярная масса и моль.

Проверочное упражнение:
У вас есть сплав магния и алюминия массой 20 г. Определите массовые доли магния и алюминия в конечном растворе после реакции. Молярная масса магния равна 24 г/моль, молярная масса алюминия равна 27 г/моль.