5. 6 г смеси алюминия с медью обработали соляной кислотой. При этом выделился газ объемом 3,36 дм³ (н.у.). Установите состав смеси в массовых долях.

1) Запишем уравнение реакции алюминия с соляной кислотой:

$$2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2$$

Медь с соляной кислотой не реагирует.

2) Найдем количество вещества выделившегося водорода:

$$V(H_2) = 3.36 \ дм^3 = 3.36 \ л$$

$$n(H_2) = \frac{V(H_2)}{V_m} = \frac{3.36 \ л}{22.4 \ л/моль} = 0.15 \ моль$$

3) По уравнению реакции, 2 моль алюминия дают 3 моль водорода. Найдем количество вещества алюминия:

$$n(Al) = \frac{2}{3} \cdot n(H_2) = \frac{2}{3} \cdot 0.15 \ моль = 0.1 \ моль$$

4) Найдем массу алюминия:

$$M(Al) = 27 \ г/моль$$

$$m(Al) = n(Al) \cdot M(Al) = 0.1 \ моль \cdot 27 \ г/моль = 2.7 \ г$$

5) Найдем массу меди в смеси:

$$m(Cu) = m_{смеси} - m(Al) = 6 \ г - 2.7 \ г = 3.3 \ г$$

6) Найдем массовые доли компонентов в смеси:

$$\omega(Al) = \frac{m(Al)}{m_{смеси}} \cdot 100\% = \frac{2.7 \ г}{6 \ г} \cdot 100\% = 45\%$$

$$\omega(Cu) = \frac{m(Cu)}{m_{смеси}} \cdot 100\% = \frac{3.3 \ г}{6 \ г} \cdot 100\% = 55\%$$

Ответ: Массовая доля алюминия в смеси 45%, массовая доля меди в смеси 55%.