При взаимодействии алюминия с 219 г раствора соляной кислотой получено 53,4 г соли. Определите массовую долю кислоты в исходном растворе

Давайте разберемся с задачей шаг за шагом. **Дано:** - Масса раствора соляной кислоты: \( m_{раствора} = 219\,\text{г} \) - Масса соли (хлорида алюминия, \( \mathrm{AlCl_3} \)): \( m_{соли} = 53,4\,\text{г} \) **Что нужно найти:** - Массовую долю кислоты в растворе. --- ### Шаг 1: Запишем уравнение реакции Алюминий реагирует с соляной кислотой: \[ 2\, \mathrm{Al} + 6\, \mathrm{HCl} \rightarrow 2\, \mathrm{AlCl_3} + 3\, \mathrm{H_2} \] Из уравнения видно, что 6 молекул HCl реагируют с 2 молекулами Al. или в мольном соотношении: \[ \mathrm{Al} : \mathrm{HCl} = 1 : 3 \] ### Шаг 2: Рассчитаем мольную массу соли \( \mathrm{AlCl_3} \) Молярные массы: - \( M_{Al} \approx 26,98\, г/моль \) - \( M_{Cl} \approx 35,45\, г/моль \) Тогда: \[ M_{AlCl_3} = 26,98 + 3 \times 35,45 = 26,98 + 106,35 = 133,33\,\text{г/моль} \] ### Шаг 3: Найдем количество молей соли \( \mathrm{AlCl_3} \) \[ n_{AlCl_3} = \frac{m_{AlCl_3}}{M_{AlCl_3}} = \frac{53,4\,\text{г}}{133,33\,\text{г/моль}} \approx 0,4\, \text{моль} \] ### Шаг 4: Определим, сколько молей HCl участвовало в реакции Из уравнения реакции: 2 молекулы Al реагируют с 6 молекулами HCl, то есть \[ \text{на 2 моль } Al \text{ приходится 6 моль } HCl \] Следовательно, 1 моль Al реагирует с 3 моль HCl. Поскольку было в реакции 0,4 моля \( \mathrm{AlCl_3} \), а из уравнения: \[ \mathrm{Al} : \mathrm{AlCl_3} = 2 : 2 \] то есть 1 моль \( \mathrm{AlCl_3} \) соответствует 1 моль \( Al \). Моли \( Al \): \[ n_{Al} = n_{AlCl_3} = 0,4\, \text{моль} \] Следовательно, число молей HCl, участвовавших в реакции: \[ n_{HCl} = 3 \times n_{Al} = 3 \times 0,4 = 1,2\, \text{моль} \] ### Шаг 5: Масса HCl, участвовавшая в реакции Молярная масса HCl: \[ M_{HCl} \approx 36,46\, \text{г/моль} \] Масса HCl: \[ m_{HCl} = n_{HCl} \times M_{HCl} = 1,2 \times 36,46 \approx 43,75\, \text{г} \] ### Шаг 6: Найдем массу кислоты в исходном растворе Все HCl в растворе — это кислота, участвовавшая в реакции, а кислота в растворе — это масса HCl, которая была в исходном растворе. Однако в растворе было ещё и излишек HCl. Нам важно найти **массовую долю кислоты**, то есть отношение массы кислоты к массе раствора. Допустим, весь HCl содержался в растворе, и часть не участвовала в реакции. Но по условию, в реакции участвовала вся HCl, которая могла реагировать, а другие молекулы HCl — это излишек, который остался в растворе. ### Шаг 7: Определим массу кислоты в растворе Масса HCl, исходно находившаяся в растворе, равна сумме: - Массы HCl, участвовавшей в реакции: 43,75 г - Остатка HCl, не участвовавшего в реакции: разница между исходной массой HCl и использовавшейся. Но в условии не указан объем и концентрация раствора, поэтому предполагается, что вся кислота в растворе — это тот, что участвовал и не участвовал. Нам известна масса соли и масса раствора. Мы можем предположить, что: \[ \text{Масса кислоты} = m_{HCl} \] где \( m_{HCl} \) — масса кислоты в растворе. --- ### Итог: расчет массовой доли кислоты Массовая доля кислоты — это отношение массы кислоты к массе раствора: \[ w_{HCl} = \frac{m_{HCl}}{m_{раствора}} \] Подставим полученные данные: \[ w_{HCl} = \frac{43,75\,\text{г}}{219\,\text{г}} \approx 0,2 = 20\% \] --- ## Ответ: **Массовая доля кислоты в растворе составляет примерно 20%.**