Приветствую пытливый ум юного химика! Сегодня у Нас на разборе одна из задач, которую предлагали на ЕГЭ 16 июля. Наливайте чай и берите печенье, потому что сейчас будет весело, поехали!
Выпишем данные задачи и реакции, которые протекают при взаимодействии оксида алюминия и сульфида алюминия с соляной кислотой.
Нам дано, что в нашей смеси массовая доля алюминия равна 50%. Придётся вводить две переменные. Обозначим за х количество вещества оксида алюминия(Al2O3), а за y количество вещества сульфида алюминия(Al2S3). Теперь нам нужно массу алюминия выразить через массовую долю. Так как у нас в Al2O3 2 атома алюминия, то получаем m(Al) = 54x для оксида, соответственно в Al2S3 у нас также 2 атома алюминия => m(Al) = 54y для сульфида. Молярные массы оксида и сульфида соответсвенно равны 102 г/моль и 150 г/моль. Отсюда получаем следующее:
x = 7y - это очень важное соотношение, которое нам сильно пригодится в дальнейшем. Хорошо, переходим ко второму предложению нашей задачи. Здесь сказано про выделившийся газ, как Мы видим, - это сероводород, который будет осаждать медь из раствора сульфата меди (II). Запишем нашу реакцию:
CuS - это нерастворимый в минеральных кислотах осадок, собственно поэтому такая реакция и возможна. Теперь посчитаем количество вещества нашего СuSO4.
Вернёмся к нашему любимому сероводороду! В результате взаимодействия y моль сульфида алюминия у нас образовалось 3y моль H2S, что видно из уравнения реакции, поэтому в реакцию с 0,3 моль сульфата меди (II) вступило 3y моль молекул сероводорода. У Нас нет дополнительной информации, поэтому считаем, что взаимодействие произошло количественно. Отсюда получаем, что y = 0,1 моль. Вспоминаем наше соотношение x = 7y и получаем, что x = 0,7 моль.
Находим количество вещества хлорида алюминия, оно равно n(AlCl3) = (2x + 2y) = 1,6 моль (это следует из уравнений реакций). Чтобы найти массовую долю нашей соли, нужно посчитать массу конечного раствора. Она рассчитывается по известной формуле: масса раствора = всё, что прилили - всё, что выделилось. У нас выделяется сероводород, поэтому это нужно учесть. Итак, получаем
Массу хлорида алюминия находим m(AlCl3) = 1,6 моль * 133,5 г/моль = 213,6 г. Отсюда можно сразу найти массовую долю хлорида алюминий в растворе:
Если Вы в чём-то не согласны со мной или у Вас другое видение решения данной задачи, то обязательно пишите об этом в комментариях, обсудим, я открыт для критики! Всего Вам хорошего!