Правильный ответ
- Вычислим массовую долю водорода в растворе:
nобщ. (H) = n(Na[Al(OH)4]) • 4 + nобщ. (H2O) • 2
nобщ. (H) = 0,2 • 4 + 38,1 • 2 = 77 моль
m (H) = M • n = 1 • 77 = 77 г
m итог. р-ра = mр-ра (CuSO4) − Δm + mр-ра (NaOH) – m (Cu(OH)2)
m итог. р-ра = 457,8 – 13,8 + 380 – 0,3 • 98 = 794,6 г
ω(H) = 77 : 794,6 • 100% = 9,69%
Полное решение
- Запишем уравнения реакций:
(1) 2Al + 3CuSO4 = Al2(SO4)3 + 3Cu↓
(2) CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + Na2SO4
(3) Al2(SO4)3 + 8NaOH = 2Na[Al(OH)4] + 3Na2SO4
- Вычислим массу и количество вещества исходных реагентов:
Пусть в реакцию (1) вступило 2x моль Al, тогда
n(Cu) = n(AI) : 2 • 3 = 3х моль
Δm = m(Cu) − m(Al) = 64 • 3х − 27 • 2х = 13,8 г (масса пластинки увеличилась)
192х − 54х = 13,8; х = 0,1 моль
n(AI) = 0,1 • 2 = 0,2 моль
n(Cu) = 0,1 • 3 = 0,3 моль
m(CuSO4) = ω • mp-pa = 0,2097 • 457,8 = 96 г
nисх. (CuSO4) = m : М = 96 : 160 = 0,6 моль
m(NaOH) = ω • mp-pa = 0,1474 • 380 = 56 г
- Вычислим количество вещества и массу веществ в конечном растворе:
n(Na[Al(OH)4]) = n(Al2(SO4)3) • 2 = n(AI) = 0,2 моль
nпрореаг. (CuSO4) = n (Cu) = 0,3 моль
nост. (CuSO4) = n(Cu(OH)2) = 0,6 − 0,3 = 0,3 моль
m1(H2O) = mр-ра (CuSO4) − m(CuSO4) = 457,8 − 96 = 361,8 г
m2(H2O) = mр-ра (NaOH) − m(NaOH) = 380 − 56 = 324 г
nобщ. (H2O) = m : М = (361,8 + 324) : 18 = 38,1 моль
- Вычислим массовую долю водорода в растворе:
nобщ. (H) = n(Na[Al(OH)4]) • 4 + nобщ. (H2O) • 2
nобщ. (H) = 0,2 • 4 + 38,1 • 2 = 77 моль
m (H) = M • n = 1 • 77 = 77 г
m итог. р-ра = mр-ра (CuSO4) − Δm + mр-ра (NaOH) – m (Cu(OH)2)
m итог. р-ра = 457,8 – 13,8 + 380 – 0,3 • 98 = 794,6 г
ω(H) = 77 : 794,6 • 100% = 9,69%
