Каковы массовые доли металлов в смеси, если 13,3 г гидроксида натрия полностью реагировали с этой смесью

Предмет вопроса: Рассчет массовых долей металлов в смеси

Инструкция: Для решения данной задачи, сначала необходимо определить количество вещества гидроксида натрия, который полностью реагировал с металлами в смеси. Зная молярную массу NaOH (40 г/моль) и массу гидроксида натрия (13,3 г), мы можем вычислить количество вещества:

n(NaOH) = m / M = 13,3 г / 40 г/моль = 0,3325 моль

Поскольку гидроксид натрия реагирует с металлами в смеси в соотношении 2:1, то в смеси содержится такое же количество металлов. Значит, количество вещества металлов также равно 0,3325 моль.

Далее, чтобы определить массовые доли металлов в смеси, нам понадобятся массы каждого металла. Для этого воспользуемся информацией о хлорировании металлов.

Из условия задачи известно, что для хлорирования металлов использовалось 12,5 л хлора. Сначала вычислим количество вещества хлора:

V(Cl2) = 12,5 л = 12500 мл.
n(Cl2) = V / Vm = 12500 мл / 22,4 л/моль = 558,03 моль

Так как хлорирование металлов происходит в соотношении 3:1 (3 атома хлора на 1 молекулу металла), то количество металлов равно:
n(metal) = n(Cl2) / 3 = 558,03 моль / 3 = 186,01 моль

Далее, чтобы определить массу каждого металла, воспользуемся их молярными массами:
M(Cu) = 63,55 г/моль, M(Fe) = 55,85 г/моль, M(Al) = 26,98 г/моль

m(Cu) = n(Cu) * M(Cu) = 186,01 моль * 63,55 г/моль = 11819,97 г
m(Fe) = n(Fe) * M(Fe) = 186,01 моль * 55,85 г/моль = 10381,07 г
m(Al) = n(Al) * M(Al) = 186,01 моль * 26,98 г/моль = 5015,49 г

Наконец, чтобы найти массовые доли каждого металла, мы используем следующую формулу:

w(metall) = (m(metall) / m(смесь)) * 100%

где w(metall) - массовая доля металла, m(metall) - масса металла, m(смесь) - общая масса смеси.

m(смесь) = масса гидроксида натрия + масса хлора + масса соляной кислоты
m(смесь) = 13,3 г + 12500 мл * 1,1 г/мл + 343,64 мл * 0,1 * 1,1 г/мл = 14169,38 г

Теперь мы можем вычислить массовые доли металлов:

w(Cu) = (m(Cu) / m(смесь)) * 100% = (11819,97 г / 14169,38 г) * 100% = 83,32%
w(Fe) = (m(Fe) / m(смесь)) * 100% = (10381,07 г / 14169,38 г) * 100% = 73,25%
w(Al) = (m(Al) / m(смесь)) * 100% = (5015,49 г / 14169,38 г) * 100% = 35,41%

Таким образом, массовые доли металлов в данной смеси составляют: w(Cu) = 83,32%, w(Fe) = 73,25%, w(Al) = 35,41%.

Совет: Для более легкого понимания задачи, особенно в случае сложных химических реакций, рекомендуется учиться распознавать типы реакций и знать основные схемы их проведения. Это поможет вам быстрее определить стехиометрию реакций и находить молярные соотношения между различными веществами.

Закрепляющее упражнение: Каковы будут массовые доли металлов в смеси, если количество хлора использованное для хлорирования металлов увеличится в 2 раза? Размер смеси и количество гидроксида натрия остается прежними. (Примечание: предполагается, что реакция будет идти полностью.)

Тема занятия: Расчет массовых долей металлов в смеси

Описание:
Для решения данной задачи необходимо воспользоваться законами химических превращений, а также уравнениями реакций.

1. Сначала рассчитаем количество вещества гидроксида натрия, используя молярную массу NaOH (39,997 г/моль) и данную массу (13,3 г):
n(NaOH) = m(NaOH) / M(NaOH) = 13,3 г / 39,997 г/моль

2. Затем необходимо определить, какое количество гидроксида натрия реагировало с металлами в смеси. Это можно сделать, учитывая стехиометрическое соотношение между NaOH и металлами. Предположим, что для полного прореагирования 1 моль металлов требуется 1 моль NaOH.

3. Теперь рассчитаем количество вещества металлов, используя полученные значения. Обозначим количество молей металлов как n(M), а их молярную массу как M(M). Тогда масса металлов определяется следующим образом:
m(M) = n(M) * M(M)

4. Наконец, расчитаем массовую долю каждого металла в смеси, используя формулу:
w(M) = (m(M) / m(смеси)) * 100%

Например:
Дана смесь, в которой 13,3 г гидроксида натрия полностью реагировали с металлами. Для хлорирования металлов использовалось 12,5 л хлора и 343,64 мл 10% раствора соляной кислоты.
Массовые доли каждого металла в смеси составляют: w(cu) = 16,1 %, w(fe) = 8,9 %, w(al) = ...

Совет:
Чтобы лучше понять эту задачу, рекомендуется обновить свои знания по законам химических реакций, стехиометрии и рассмотреть примеры расчета массовых долей металлов в различных смесях.

Задание:
Допустим, в смеси была еще одна металлическая добавка, анализ которой показал, что ее массовая доля составляет 5,3%. Какова массовая доля этого металла в смеси?