В смеси меди и железа массой 35,2 г массовая доля меди равна 32,8%. Рассчитайте, какой максимальный объем соляной кислоты с w(HCl) = 25,2% (p = 1,065 г/см3) может вступить в реакцию с этой смесью и какой объем (н.у.) газа при этом выделится.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Рассчитаем массу меди и железа в смеси:

Масса меди = 35,2 г * 0,328 = 11,5456 г
Масса железа = 35,2 г - 11,5456 г = 23,6544 г

Рассчитаем количество вещества меди и железа:

n(Cu) = 11,5456 г / 63,55 г/моль = 0,1815 моль
n(Fe) = 23,6544 г / 55,85 г/моль = 0,4234 моль

Найдем количество HCl, необходимое для полного превращения меди и железа в соответствующие хлориды:

n(HCl) = 0,1815 моль Cu + 0,4234 моль Fe = 0,6049 моль

Рассчитаем массу HCl, вступающую в реакцию:

Масса HCl = 0,6049 моль * 36,46 г/моль = 22,0549 г

Рассчитаем объем HCl при условии, что w(HCl) = 25,2%:

Масса HCl = 22,0549 г
Плотность HCl = 1,065 г/см3

V(HCl) = 22,0549 г / 1,065 г/см3 ≈ 20,7 см3

При реакции с HCl выделяется моль газа:

Cu + 2HCl = CuCl2 + H2↑
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑

Поэтому каждый моль меди/железа в реакции выделяет 1 моль H2.

Общее количество выделенного газа:

n(H2) = 0,1815 моль Cu + 0,4234 моль Fe = 0,6049 моль

Объем выделенного газа при н.у.:

V(H2) = 0,6049 моль * 24 л/моль ≈ 14,5 л

Таким образом, максимальный объем соляной кислоты с w(HCl) = 25,2%, который может вступить в реакцию с данной смесью, составляет примерно 20,7 см3, а объем (н.у.) газа при этом выделится равен примерно 14,5 л.