Question

Какой минимальный объем раствора с массовой долей гидроксида натрия 40% и плотностью 1.43 будет затрачен на растворение смеси массой 120 г , состоящий из цинка с массовой долей 75% и оксида цинка 45% ? 40

Answer 1

Дано:
ρ(p-pa NaOH) = 1,43 г/мл
ω(NaOH) = 40%=0.4
m(смеси Al+Al2O3)= 14,1 г
V(H2) = 11,2 л
Найти:
V(p-pa NaOH) - ?

Водород будет выделяться только лишь при взаимодействии алюминия с гидроксидом натрия. Составим уравнение реакции и найдем массу алюминия и массу гидроксида натрия, которая прореагировала с алюминием. Примем массу алюминия за х г, а массу гидроксида натрия, вступившую в реакцию с алюминием за у г.
M(Al) = 27 г/моль
M(NaOH) = 40 г/моль
х г у г 11,2 л
2Al+2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑
2 моль 2 моль 3 моль
27 г/моль 40 г/моль 22,4 л/моль
54 г 80 г 67,2 л

х=m(Al) = 54 г*11,2 л/67,2 л = 9 г
у=m'(NaOH)=80 г*11,2 л/67,2 л=13,33 г

По разнице находим массу оксида алюминия:
m(Al2O3)=m(смеси) - m(Al) = 14.1 г - 9 г = 5,1 г
Составляем уравнение реакции и находим массу гидроксида натрия, которая прореагировала с 5,1 г оксида алюминия
M(Al2O3)=102 г/моль
5.1 г m" г
Al2O3 + 2NaOH + 3H2O = 2Na{Al(OH)4]
1 моль 2 моль
102 г/моль 40 г/моль
102 г 80 г
m"(NaOH) = 5,1 г*80 г/102 г = 4 г
Находим общую массу гидроксида натрия:
m(NaOH)=m'(NaOH)+m"(NaOH) = 13.33 г + 4 г = 17,33 г
Находим массу раствора 40% гидроксида натрия:
m(p-pa NaOH) = m(NaOH)/ω(NaOH) = 17.33 г/0,4 = 43,325 г
Находим объем раствора гидроксида натрия:
V(p-pa NaOH) = m(p-pa NaOH)/ρ(p-pa NaOH) = 43,325 г/1,43 г/мл = 30,3 мл
ответ: 30,3 мл