2. При обработке избытка алюминия соляной кислотой, масса которой 438 г, выделился водород объемом 6,72 л (н.у.). Вычислите массовую долю хлороводорода в соляной кислоте.

Краткое пояснение:

Для решения задачи необходимо написать уравнение реакции, рассчитать количество выделившегося водорода, затем найти количество алюминия, прореагировавшего с соляной кислотой, и, исходя из стехиометрии реакции, определить количество хлороводорода, которое затем используется для расчета его массовой доли в растворе.

Пошаговое решение:

1. Шаг 1: Напишем уравнение реакции алюминия с соляной кислотой. \( 2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2 \uparrow \)
2. Шаг 2: Рассчитаем количество вещества водорода, выделившегося в ходе реакции. Молярный объем газов при нормальных условиях (н.у.) равен 22,4 л/моль. \(
   u(H_2) = \frac{V(H_2)}{V_m} = \frac{6,72 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,3 \text{ моль} \)
3. Шаг 3: По уравнению реакции определим количество вещества алюминия, вступившего в реакцию. Из 3 моль \( H_2 \) образуется 2 моль \( Al \). Следовательно, из 0,3 моль \( H_2 \) потребуется \(
   u(Al) = \frac{2}{3}
   u(H_2) = \frac{2}{3} \cdot 0,3 \text{ моль} = 0,2 \text{ моль} \).
4. Шаг 4: Определим количество вещества хлороводорода, вступившего в реакцию. Из уравнения видно, что на 3 моль \( H_2 \) требуется 6 моль \( HCl \), то есть в 2 раза больше. \(
   u(HCl) = 2
   u(H_2) = 2 \cdot 0,3 \text{ моль} = 0,6 \text{ моль} \)
5. Шаг 5: Рассчитаем массу хлороводорода. Молярная масса \( HCl \) равна примерно 1 (H) + 35,5 (Cl) = 36,5 г/моль. \( m(HCl) =
   u(HCl) \cdot M(HCl) = 0,6 \text{ моль} \cdot 36,5 \text{ г/моль} = 21,9 \text{ г} \)
6. Шаг 6: Рассчитаем массовую долю хлороводорода в соляной кислоте. Массовая доля рассчитывается по формуле: \( \omega = \frac{m_{вещества}}{m_{раствора}} \times 100 \% \). Нам дана масса соляной кислоты (раствора) — 438 г. \( \omega(HCl) = \frac{m(HCl)}{m_{раствора}} \times 100 \% = \frac{21,9 \text{ г}}{438 \text{ г}} \times 100 \% \)
7. Шаг 7: Вычислим массовую долю. \( \omega(HCl) = 0,05 \times 100 \% = 5 \% \)

Ответ: 5%