Question

1.определить массу смеси алюминия и его оксида (содержимое оксида в смеси 30%), если известно, что при взаимодействии смеси с раствором калий гидрооксида выделилось 6,36 л водорода? 2.какой объём раствора калий гидрооксид (w=25%, p=1,4г/мл) необходим для того чтобы весь алюминий нитрат, который содержится в 60г раствора с массовой долей вещества 8%, полностью превратился в калий тетрагидроксоалюминат?

Answer 1

1. 2Al + 2KOH + 6H2O = 2K[Al(OH)4] + 3H2 образуется тетрагидроксоалюминат калия и выделяется водород, т.к. известен объем водорода и условия, по всей видимости нормальные, то находим количество вещества водорода: n(H2) = V(H2)/Vm = 6,36/22,4 = 0,284 моль, где Vm = 22,4 моль/л - молярный объем. По уравнению реакции видно, что n(Al) = 3n(H2)/2 = 3x0,284/2= 0,426 моль. Отсюда находим массу алюминия: m(Al) = n(Al)xM(Al) = 0,426x27 = 11,5 г, где M(Al) = 27 г/моль - молярная масса алюминия. Т.к. из условия задачи содержание оксида алюминия в смеси 30%, следовательно содержание алюминия в смеси 70%. Массовая доля алюминия в смеси равна: W(Al) = [m(Al)/m(смеси)]x100%, следовательно m(смеси)= [m(Al)/W(Al)]x100%=11,5/0,7 = 16,43 г.
Al2O3 + 2KOH = 2KAlO2 + H2O реакция протекает только в расплаве, поэтому при решении задачи ее не учитываем.

2. Al(NO3)3 + KOH +3H2O = K[Al(OH)4] +3HNO3 образуется тетрагидроксоалюминат калия. Из условия задачи известна масса раствора, можем найти массу нитрата алюминия в растворе: m(Al(NO3)3) = W(Al(NO3)3)xm(раствора) = 0,08x60 = 4,8 г. Находим количество вещества нитрата алюминия: n(Al(NO3)3) = m(Al(NO3)3)/M(Al(NO3)3) = 4,8/213= 0,0225 моль, где M(Al(NO3)3) = 27+3x14+9x16 = 213 г/моль. Из уравнения реакции видно, что n(Al(NO3)3) = n(KOH) = 0,0225 моль, следовательно, m(KOH) = n(KOH)xM(KOH) = 0,0225x56= 1,26 г, где M(KOH) = 39 +16 + 1 = 56 г/моль - молярная масса KOH. Масса раствора щелочи равна: m(KOH)/W(KOH) = 1,26/0,25 = 5,04 г. По известной плотности и массе раствора находим объем раствора: V(KOH) = m(раствора)/p(KOH)= 5,04/1,4 = 3,6 мл.