Часть С. 2. При обработке избытка алюминия соляной кислотой, масса которой 219 г, выделился водород объемом 3,36 л (н.у.). Вычислите массовую долю хлороводорода в соляной кислоте.

Краткое пояснение:

Пошаговое решение:

1. Уравнение реакции:

$$\qquad 2\text{Al} + 6\text{HCl} \rightarrow 2\text{AlCl}_3 + 3\text{H}_2 \uparrow$$

2. Расчет количества вещества водорода:

По условию задачи нам дан объем водорода (3,36 л) при нормальных условиях (н.у.). Мы знаем, что молярный объем газов при н.у. равен 22,4 л/моль.

$$\qquad n(\text{H}_2) = \frac{V(\text{H}_2)}{V_m} = \frac{3.36 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 0.15 \text{ моль}$$

3. Расчет количества вещества хлороводорода (HCl):

Из уравнения реакции видно, что 2 моль HCl выделяют 3 моль H₂. Следовательно, количество вещества HCl в 1.5 раза больше количества вещества H₂.

$$\qquad n(\text{HCl}) = n(\text{H}_2) \times \frac{6}{3} = 0.15 \text{ моль} \times 2 = 0.30 \text{ моль}$$

4. Расчет массы хлороводорода (HCl):

Молярная масса HCl: M(HCl) = 1 (H) + 35.5 (Cl) = 36.5 г/моль.

$$\qquad m(\text{HCl}) = n(\text{HCl}) \times M(\text{HCl}) = 0.30 \text{ моль} \times 36.5 \text{ г/моль} = 10.95 \text{ г}$$

5. Расчет массовой доли хлороводорода:

Массовая доля (ω) рассчитывается по формуле: $$\omega = \frac{m(\text{вещества})}{m(\text{раствора})} \times 100\%$$

$$\qquad \omega(\text{HCl}) = \frac{m(\text{HCl})}{m(\text{раствора})} \times 100\% = \frac{10.95 \text{ г}}{219 \text{ г}} \times 100\% \approx 5 \%$$

Ответ: Массовая доля хлороводорода в соляной кислоте составляет 5%.