ответ: 212,74 г
Дано:
m₁(см. Zn+Al) = 2,65 г
V(H₂) = 2,128 дм³
ω(HCl) = 0,124
m₂(см. Zn+Al) = 10 г
Найти:
m(p-pa HCl)-?
Объяснение:
Примем массу цинка за х г, а объем водорода, который выделится в реакции с серной к-той за у дм³; массу алюминия за (2,65-х) г, а объем водорода, в реакции с серной к-той за (2,128-у) дм³
Составляем УХР:
х г у дм³
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H₂ УХР1
65 г 22,4 дм³
Из УХР1 : 22,4х = 65у
(2,65-х) г (2,128-у) дм₃
2Al + 3H2SO4 = Al₂(SO₄)₃ + 3H₂ УХР2
54 г 67,2 л
Из УХР2: 67,2*(2,65-х) = 54*(2,128-у)
Составляем систему уравнений:
22,4х=65у
67,2*(2,65-х) = 54*(2,128-у)
Решив систему найдем, что х=m(Zn) = 1,3 г
m(Al) = 2,65 г - 1,3 г = 1,35 г
Находим массовые доли металлов в смеси:
ω(Zn) = m(Zn)/m₁(см. Zn+Al) = 1.3/2.65 = 0.49
ω(Al) = 1 - 0.49 = 0.51
Находим массы металлов в смеси массой 10 г
m₂(Zn) = m₂(см. Zn+Al)*ω(Zn) = 10 г*0,49 = 4,9 г
m₂(Al) = m₂(см. Zn+Al)*ω(Al) = 10 г*0,51 = 5,1 г
Составляем УХР и находим массу соляной к-ты:
4,9 г х₁ г
Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂ УХР3
65 г 73 г
х₁ = 4,9*73/65 = 5,5 г
5,1 г х₂ г
2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H2 УХР4
54 г 219 г
х₂ = 5,1*219/54 = 20,68 г
m(HCl) = x₁+x₂ = 5,5 г + 20,68 г = 26,18 г
Находим массу р-ра соляной к-ты:
m(p-pa HCl) = m(HCl)/ω(HCl) = 26,18 г/0,124 = 212,74 г
ответ: 212,74 г
Eo(Al(3+)/Al) = – 1,700 B
[Al(3+)] = 1 моль/л
[Zn(2+)] = 1 моль/л
В гальваническом элементе анодом становится металл, обладающего меньшим значением электродного потенциала, а катодом – металл с большим значением электродного потенциала. Поскольку цинк в электрохимическом ряду напряжений стоит правее, чем алюминий, то цинк имеет большее значение электродного потенциала восстановления, чем алюминий. Значит, в данном гальваническом элементе цинковый электрод будет катодом, а алюминиевый – анодом.
На аноде протекает процесс окисления металла, а на катоде – процесс восстановления металла.
Процессы окисления-восстановления на электродах.
Анод (-) Al(0) – 3е → Al(3+) │2 - процесс окисления на аноде
Катод (+) Zn(2+) + 2е → Zn(0) │3 - процесс восстановления на катоде
Суммируя реакции на аноде и катоде, получаем уравнение, которое в ионной форме, выражает происходящую в элементе реакцию.
2Al + 3Zn(2+) → 3Zn + 2Al(3+)
Схема гальванического элемента
А (-) | Al | Al(3+) || Zn(2+) | Zn | K(+)
Стандартная ЭДС гальванического элемента
Е = Е (катода) – Е (анода) = Ео (Zn(2+)/Zn) – Eo(Al(3+)/Al) = − 0,76 – (– 1,70) = 0,94 В
Стандартная ЭДС гальванического элемента соответствует одномолярным концентрациям ионов Al(3+) и Zn(2+), то есть когда
[Al(3+)] = [Zn(2+)] = 1 моль/л
Если концентрации ионов Al(3+) и Zn(2+) отличны от одномолярных, то электродные потенциалы анода и катода находятся по уравнению Нернста при 298 градусах Кельвина.
Е (анода) = Е (Al(3+)/Al) = Ео (Al(3+)/Al) + (0,059/3)*lg[Al(3+)]
Е (катода) = Е (Zn(2+)/Zn) = Ео (Zn(2+)/Zn) + (0,059/2)*lg[Zn(2+)