Тема урока: «Решение расчетных задач на смеси металлов»

Тема урока: «Решение расчетных задач на смеси металлов»

Рассмотрим три примера задач, в которых смеси металлов реагируют с соляной кислотой:

Пример 1. При действии на смесь меди и железа массой 20 г избытком соляной кислоты выделилось 5,6 л газа (н.у.). Определить массовые доли металлов в смеси.

В первом примере медь не реагирует с соляной кислотой, то есть водород выделяется при реакции кислоты с железом. Таким образом, зная объём водорода, мы сразу сможем найти количество и массу железа. И, соответственно, массовые доли веществ в смеси.

Решение примера 1.

1. Находим количество водорода: моль.
2. По уравнению реакции:

Количество железа тоже 0,25 моль. Можно найти его массу:

г.

1. Теперь можно рассчитать массовые доли металлов в смеси:

w{Fe} = m_Fe/m_CM = 14 / 20 = 0,7 = 70 %

Ответ: 70 % железа, 30 % меди.

Пример 2. При действии на смесь алюминия и железа массой 11 г избытком соляной кислоты выделилось 8,96 л газа (н.у.). Определить массовые доли металлов в смеси.

Во втором примере в реакцию вступают оба металла. Здесь уже водород из кислоты выделяется в обеих реакциях. Поэтому прямым расчётом здесь нельзя воспользоваться. В таких случаях удобно решать с помощью очень простой системы уравнений, приняв за x — число моль одного из металлов, а за y — количество вещества второго.

Решение примера 2.

1. Находим количество водорода: моль.
2. Пусть количество алюминия — моль, а железа моль. Тогда можно выразить через и количество выделившегося водорода:

– мольное соотношение

3.Нам известно общее количество водорода: моль. Значит, (это первое уравнение в системе).

4.Для смеси металлов нужно выразить массы через количества веществ. Значит, масса алюминия

масса железа

а масса всей смеси

(это второе уравнение в системе).

5.Итак, мы имеем систему из двух уравнений:

Решать такие системы гораздо удобнее методом вычитания, домножив первое уравнение на 18: и вычитая первое уравнение из второго:

моль

моль

6.Дальше находим массы металлов и их массовые доли в смеси:

г

г

соответственно,

Ответ: железа, алюминия.

Для сдающих ОГЭ

Пример 3. 16 г смеси цинка, алюминия и меди обработали избытком раствора соляной кислоты. При этом выделилось 5,6 л газа (н.у.) и не растворилось 5 г вещества. Определить массовые доли металлов в смеси.

В третьем примере два металла реагируют, а третий металл (медь) не вступает в реакцию. Поэтому остаток 5 г — это масса меди. Количества остальных двух металлов — цинка и алюминия (учтите, что их общая масса 16 − 5 = 11 г) можно найти с помощью системы уравнений, как в примере №2.

Ответ к Примеру 3: 56,25% цинка, 12,5% алюминия, 31,25% меди.

Задачи для самостоятельного решения

1.Смесь магния и серебра массой 7,2г обработали достаточным количеством разбавленной серной кислоты. Объем выделившегося газа составил 2.24л (н.у.). Рассчитайте массовую долю(в%) каждого металла в смеси.

2. Смесь алюминия и меди массой 6г обработали соляной кислотой. Объем выделившегося газа составил 3,7л (н.у.). Рассчитайте массовую долю (в%) каждого металла в смеси.

3. При взаимодействии 9,2г смеси порошков алюминия и цинка с раствором соляной кислоты выделился газ объемом 5,6л (н.у.). Определите количественный состав исходной смеси.