Задание №22 — Расчёты

Решение.

1. Сначала запишем уравнение химической реакции между алюминием и соляной кислотой. В результате реакции замещения образуется соль — хлорид алюминия и выделяется газ — водород:
$2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_{3} + 3H_{2} \uparrow$

2. Рассчитаем количество вещества алюминия, вступившего в реакцию. Для этого воспользуемся формулой $n = \frac{m}{M}$, где $M(Al) = 27$ г/моль (согласно таблице Менделеева):
$n(Al) = \frac{5,4 \text{ г}}{27 \text{ г/моль}} = 0,2 \text{ моль}$

3. Определим количество вещества соляной кислоты ($HCl$), необходимое для реакции. Согласно уравнению реакции, коэффициенты перед $Al$ и $HCl$ относятся как $2 : 6$ (или $1 : 3$). Это значит, что кислоты требуется в 3 раза больше, чем алюминия:
$n(HCl) = 3 \cdot n(Al) = 3 \cdot 0,2 \text{ моль} = 0,6 \text{ моль}$

4. Вычислим массу чистой соляной кислоты в растворе. Для этого умножим количество вещества на молярную массу $HCl$. Молярная масса $M(HCl) = 1 + 35,5 = 36,5$ г/моль:
$m(HCl) = n(HCl) \cdot M(HCl) = 0,6 \text{ моль} \cdot 36,5 \text{ г/моль} = 21,9 \text{ г}$

5. Теперь найдем массовую долю кислоты в исходном растворе по формуле $\omega = \frac{m_{\text{вещества}}}{m_{\text{раствора}}} \cdot 100\%$:
$\omega(HCl) = \frac{21,9 \text{ г}}{219 \text{ г}} \cdot 100\% = 0,1 \cdot 100\% = 10\%$

Ответ: 10%

Источник: ФИПИ