Для решения задачи необходимо провести расчеты, основываясь на реакциях, происходящих при взаимодействии алюминия с соляной кислотой. Запишем уравнение реакции:
\[ \text{2 Al} + \text{6 HCl} \rightarrow \text{2 AlCl}_3 + \text{3 H}_2 \]
Определим количество вещества солей (AlCl₃), которое было получено в результате реакции. Для этого нужно рассчитать молекулярную массу AlCl₃:
- Al: 27 г/моль
- Cl: 35.5 г/моль
\[ \text{M (AlCl}_3) = 27 + 3 \times 35.5 = 27 + 106.5 = 133.5 \text{ г/моль} \]
Рассчитаем количество вещества полученной соли (AlCl₃):
\[ n = \frac{m}{M} = \frac{53.4 \text{ г}}{133.5 \text{ г/моль}} \approx 0.4 \text{ моль} \]
Определим количество вещества соляной кислоты (HCl), которое участвовало в реакции. Из уравнения реакции видно, что на каждую 2 моль Al нужно 6 моль HCl. То есть, на 1 моль Al нужно 3 моль HCl:
Количество вещества Al:
\[ n_{\text{Al}} = \frac{m}{M} = \frac{2 \text{ г}}{27 \text{ г/моль}} \approx 0.074 \text{ моль} \]
Количество вещества HCl:
\[ n_{\text{HCl}} = 3 \times n_{\text{Al}} \approx 3 \times 0.074 \approx 0.222 \text{ моль} \]
Рассчитаем массу HCl:
\[ \text{M (HCl)} = 1 + 35.5 = 36.5 \text{ г/моль} \]
\[ m_{\text{HCl}} = n_{\text{HCl}} \times M = 0.222 \times 36.5 \approx 8.1 \text{ г} \]
Теперь рассчитаем массу исходного раствора:
По условию, масса исходного раствора соляной кислоты составляет 219 г.
Определим массовую долю соляной кислоты в растворе:
\[ \text{массовая доля HCl} = \frac{m_{\text{HCl}}}{m_{\text{раствора}}} \times 100\% = \frac{8.1}{219} \times 100\% \approx 3.7\% \]
Итак, массовая доля соляной кислоты в исходном растворе составляет примерно 3.7%.