34.08 Смеси

Смесь представлена магнием (основной металл) и алюминием (амфотерный металл), следовательно алюминий может реагировать как с кислотами, так и с щелочами. То есть при обработке избытком раствора гидроксида калия в реакцию будут вступать только алюминиевые опилки. 

Напишем уравнения реакций: 

1) 2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂

2) Mg + 2HCl = MgCl₂ + H₂

3) 2Al + 2KOH + 6H₂O = 2K[Al(OH)₄] + 3H₂

По условию общий объем выделившихся газов в реакциях 1 и 2 равен 11,2 л. Объем выделившегося водорода в реакции 3 равен 6,72 л. Зная объем газа, мы можем вычислить количество вещества водорода (равно отношению объема к молярному объему) , а далее вычислить количество вещества алюминия, исходя из уравнения реакции: 

n(H₂) = 6,72/22,4= 0,3 моль

отсюда, n(Аl)=n(H₂)/1,5=0,2 моль , так как алюминия в реакцию вступает в 1,5 раза меньше, чем водорода.

Зная количество вещества алюминия мы может найти его массу: m(Al)= n(Al)* M(Al)= 0,2*27= 5,4 граммов. Теперь мы знаем сколько составляет в смеси масса алюминиевых опилок.

Вернемся к реакциям 1 и 2. Зная количество вещества алюминия можем найти сколько выделилось водорода в реакции 1:

n(H₂)=n(Al)*1,5= 0,3 моль

Вычислим объем выделившегося водорода в реакции 1: V(H_{2 в реакции 1})= 0,3*22,4=6,72 литра. 

Так как общий объем выделившихся газов в реакциях 1 и 2 равен 11,2 литра и, зная,что в первой реакции выделилось 6,72 литра газа, мы можем найти объем выделившегося газа в реакции 2, его объем равен=11,2-6,72= 4,48 литра. Зная объем газа, мы можем вычислить количество вещества водорода (равно отношению объема к молярному объему) , а далее вычислить количество вещества магния, исходя из уравнения реакции:

n(H₂)=4,48/22,4=0,2 моль

Исходя по уравнению реакции, водорода образуется столько же, сколько тратится магния, то есть n(Mg)=n(H₂)=0,2 моль.

Найдем исходную массу магния в смеси:

m(Mg)=n(Mg)*M(Mg)= 0,2*24= 4,8 граммов

Зная массы компонентов смеси, найдем общую массу смеси: m(смеси)=m(Al)+m(Mg)=5,4+4,8=10,2 грамма.

Найдем массовую долю магния в смеси, для этого массу магния поделим на массу смеси и умножим на 100%:

ω(Mg) =m(Mg)/m(смеси) *100%= 4,8/10,2 *100% = 47,1%

Ответ: ω(Mg)=47,1%