ответ: масса алюминия 0.243 г
масса магния 3.2 г
Масса кремния 0.237 г
Объяснение:
При реакции с NaOH указано, что навеска уменьшилась на 0.48 г, т.е какой-то компонент не стал реагировать с щелочью NaOH, этим компонентом является Mg.
А алюминий( амфотерный металл) и кремний реагируют с NaOH
Al+ NaOH -> Na (Al(OH)4) + H2
Si +NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2
Т.е можно сделать вывод , что если магний не взаимодействует с NaOH, и если масса навески уменьшилась только на 0.48 г , то следовательно, масса магния 3.2 г.
Далее рассматриваем реакцию навески Al, Mg, Si с соляной кислотой HCl. С соляной кислотой взаимодействуют только Al и Mg с выделением водорода.
Al+ 6HCl = AlCl3 + 3H2
Мg + 2HCl = MgCl2 + H2
В условии сказано, что выделяется в сумме 3.584 дм3 водорода, что тоже самое, что 3,584 л водорода.
Далее берем наш магний 3,2 грамма, массу которого мы вычислили из реакции навески с NaOH и рассчитываем по реакции сколько выделилось водорода
Т.е в реакции
Mg + 2HCl =MgCl2 + H2
Знаем, что масса магния 3.2 г , находим количество вещества деля массу магния 3.2, на его молярную массу 24г/ моль, и получаем округленно 0.133 моль.
Далее по уравнению реакции находим , что количество вещества магния равно количеству вещества водорода т.е 0.133 моль и далее находим объем водорода, выделившегося в данной реакции по закону авогадро, гласящему о том, что один моль любого газа ( идеального газа) при нормальных условиях занимает объем 22.4 л. Т.е n = V/Vm. Из этого уравнения находим обьем , умножая кол-во вещества n на молярный объем , и получаем 2.98 литра.
Т.е из общего объема 3,584л можем вычесть 2.98 и получим объем водорода, который выделился при взаимодействии алюминия с соляной кислотой ( 0.604 л)
Так мы нашли объем водорода в реакции взаимодействи алюминия с соляной кислотой ,то можем найти через этот обьем по реакции массу и самого алюминия, для этого вычислим кол-во вещества 0.604 л водорода, разделив 0.604 л на молярный обьем 22.4 литра, и получим 0.027 моль.
И так как соотношение по уравнению реакции водорода к алюминию 3 к 1 моль, то следовательно кол-во вещества алюминия в 3 раза меньше , т.е 0.009 моль.
Al+ 6 HCl = AlCl3 + 3H2
И из этого кол-ва вещества находим уже массу алюминия умножая количество вещества алюминия 0.009 на его молярную массу 27 г/моль. И получаем 0.243 г.
А массу кремния находим уже отнимая от общей массы навески массу алюминия и массу магния т.е 3.68 г - 3.2 г - 0.243 г = 0.237 г
Запишем реакцию:
96 г х г х л
Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2
28 г 80 г 44.8 л
Найдем массу чистого кремния:
96 г × 5%
m(примесей) = = 4,8
100%
m(Si) = 96 - 4,8 = 91,2 г
Найдем необходимое кол-во NaOH:
91,2 г × 80 г
m(NaOH) = ≈ 260,6 г - необходимое кол-во NaOH
28 г
Найдем объем водорода:
Т.к. щелочь дана в избытке, расчет ведем по кремнию:
91,2 г × 44.8 л
V(H₂) = = 145,92 л
28 г