Расчеты по уравнениям одновременно протекающих реакций.

ЗАДАЧА. Амальгаму натрия и алюминия массой 5,48 г обработали избытком соляной кислоты. При этом выделилось 1,12 л водорода (н. у.). Нерастворенное вещество отделили от раствора и взвесили. Его масса составила 4,02 г. Определить массовый состав амальгамы (в процентах).

1 способ. (в граммах).

2Na + 2HCl = 2NaCl + H2uarrow.gif (63 bytes); (1)
2Аl + 6НС1 = 2АlСl3 + 3Н2uarrow.gif (63 bytes). (2)

Остаток - ртуть (4,02 г).

Масса натрия и алюминия составляет 5,48-4,02 =  1,46 г. Пусть амальгама содержит х г натрия, (1,46 - х) г алюминия. Тогда в реакции (1) выделяется  х л Н2, а в реакции (2)

Всего 1,12 л Н2. Запишем общее уравнение

Image512.gif

отсюда х = 0,92 г Na, 1,46 - х = 0,54 г А1.

Состав амальгамы:

Image513.gif 

Ответ: w(Na) = 16,8 % ; w( Аl) = 9,85 %

2 способ. (в молях).

Пусть было х моль Na, у моль Аl, или 23x; г Na, 27у г А1. Учитывая, что масса натрия и алюминия равна 1,46 г (5,48 г амальгамы - 4,02 г Hg), запишем общее уравнение:

23x + 27у= 1,46 (г).

По уравнению (1) 2 моль натрия дают 1 моль водорода, х моль дают х/2 моль Н2, или 11l,2x л Н2.

По уравнению (2) 2 моль Al дают 3 моль Н2, у моль А1 - 1,5 моль Н2, или 33,6y л Н2.

Суммарно водорода выделилось 1,12 л, таким образом,

11,2x + 33,6y  = 1,12 (л).

Теперь имеем систему двух уравнений с двумя неизвестными:

Image514.gif

отсюда x = 0,04, или 0,92 г Na;

у = 0,02, или 0,54 г А1

Состав амальгамы:

Image513.gif 

Ответ: w(Na) = 16,8 % ; w( Аl) = 9,85 %