Реакции:
(1) Al2S3 + 6HCI = 2AICl3 + 3H2S
(2) Al4C3 +12HCl = 4AICl3 + 3CH4
(3) 2AICl3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2Al(OH)3 + 6NaCl + 3CO2
(4) Na2CO3 + 2HCI = CO2 + 2NaCl + H2O
Пусть в исходной смеси было х моль Al4C3
Тогда n(AI) = 4x, n(C) = 3x
Значит всего атомов алюминия в навеске 8х.
Значит
n(Al) = 4x в Al2S3
n(Al2S3) = 2x (моль)
Тогда уравнение по массе навески:
x · 144 + 2x · 150 = 44,4
х = 0,1 (моль)
n(Al4C3) = 0,1 (моль)
n(Al2S3) = 0,2 (моль)
m (HCI)исх. = 260 · 0,365 = 94,9 (г)
n (HCI) = 2,6 (моль)
n(HCl) = 1,2 моль - в реакции (1)
n(HCl) = 1,2 моль - в реакции (2)
n(HCl)ост = 2,6 - (1,2 + 1,2) = 0,2 моль
n(H2S) = 0,6 моль - в реакции 1
m(H2S) = 0,6 · 34 = 20,4 г
n(CH4) = 0,3 моль - в реакции 2
m(CH4) = 0,3 · 16 = 4,8 г
В растворе после реакций 1 и 2:
n(AlCl3) = 0,8 моль
n(HCl) = 0,2 моль
N(атомов H) = 1,8 · 1025 / 6 · 1023 = 30 моль
n(Na2CO3 · 10H2O) добавл. = 30 / 20 = 1,5 моль
n(Na2CO3) добавл. = 1,5 моль
n(Na2CO3 · 10H2O) добавл. = 30 / 20 = 1,5 моль
m(Na2CO3 · 10H2O) добавл. = 286 · 1,5 = 429 г
n(Na2CO3) = 1,2 моль - в реакции (3)
n(Na2CO3) = 0,1 моль - в реакции (4)
n(Na2CO3) = 1,3 моль - в реакциях (3) и (4)
n(Na2CO3)ост. = 0,2 моль
m(Na2CO3)ост. = 0,2 · 106 = 21,2 г
n(Al(OH)3) = 0,8 моль - в реакции (4)
m(Al(OH)3) = 0,8 · 78 = 62,4
n(CO2) = 1,3 моль - в реакциях (3) и (4)
m(CO2) = 1,3 · 44 = 57,22 г
m(конечного раствора) = 44,4 + 260 - 20,4 - 4,8 + 429 - 62,4 - 57,2 = 588,6 г
ω (Na2CO3) = 21,2 / 588,6 = 3,6%