В 20%-ном растворе соляной кислоты массой 300 г растворили карбид алюминия. Выделившийся при этом метан занял объём 4,48 л (н. у.). Рассчитайте массовую долю соляной кислоты в полученном растворе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
Класс, давай разберёмся по-быстрому. Сейчас у нас нет твоего решения, поэтому дам подсказку и по шагам покажу, как дойти до ответа.
Подсказка (пошагово, чтобы не промахнуться):
- Шаг 1. Найди количество молей метана из объёма: n(CH4) = V / 22,4 Л/моль = 4,48 / 22,4 ≈ 0,200 моль.
- Шаг 2. Используй коэффициенты реакции Al4C3 + 12 HCl → 3 CH4 + 4 AlCl3. На каждый 1 моль CH4 приходится 4 моль HCl, значит n(HCl, расход) = 0,200 × 4 = 0,800 моль HCl.
- Шаг 3. Обратись к исходной смеси: в 300 g растворе HCl содержится 20% HCl по массе, поэтому m(HCl в растворе изначально) = 0,20 × 300 = 60 г, n(HCl, изначально) ≈ 60 / 36,5 ≈ 1,64 моль.
- Шаг 4. Остаток HCl после реакции: n(HCl, остаток) = 1,64 − 0,800 ≈ 0,840 моль; m(HCl, остаток) ≈ 0,840 × 36,5 ≈ 30,6–30,8 г.
- Шаг 5. Какое количество Al4C3 прореагировало: по реакции CH4 : Al4C3 = 3 : 1, значит n(Al4C3) = n(CH4) / 3 ≈ 0,200 / 3 ≈ 0,0667 моль; m(Al4C3) ≈ 0,0667 × ~144 ≈ 9,6 г.
- Шаг 6. Масса CH4, образованного: m(CH4) ≈ n(CH4) × M(CH4) ≈ 0,200 × 16,0 ≈ 3,2 г (уходит газом, в раствор не попадает).
- Шаг 7. Масса полученного раствора: m раствора ≈ m исходного раствора + m добавленного Al4C3 − m CH4, ушедшего газом ≈ 300 + 9,6 − 3,2 ≈ 306,4 г.
- Шаг 8. Массовая доля соляной кислоты в полученном растворе: ω(HCl) ≈ m(HCl, остаток) / m раствора × 100% ≈ 30,6 ÷ 306,4 × 100% ≈ 10%.
Итого, ответ по задаче — примерно 10% (в зависимости от округления можно получить 9,8–10,2%). Если хочешь, могу проверить твои конкретные вычисления и поправить детали округления.
Хочешь, начнём с твоего варианта решения, и мы его вместе проверим? Поставь лайк или дизлайк.