При действии на 9 г смеси, состоящей из металлического алюминия и его оксида, 40%-ным раствором гидроксида натрия (ρ = 1,4 г/см3) выделилось 3,36 л газа (н. у.). Определите процентный состав исходной смеси и объем раствора NaOH, вступившего в реакцию.

Решение:

Уравнения реакций:

Вычислим количество вещества выделившегося водорода:

По уравнению реакции при взаимодействии 2 моль алюминия с раствором щелочи выделяется 3 моль водорода. Пусть 0,15 моль водорода выделится при реакции x моль алюминия с раствором щелочи. Составим пропорцию:

Молярная масса алюминия равна 27 г/моль, вычислим массу алюминия:

Вычислим массовую долю алюминия в смеси:

Вычислим массовую долю оксида алюминия в смеси:

По уравнению (1) 2 моль алюминия реагирует с 2 моль гидроксида натрия, значит 0,1 моль алюминия реагирует с 0,1 моль гидроксида натрия. В смеси содержится 9 – 2,7 = 6,3 г оксида алюминия. Вычислим молярную массу оксида алюминия:

Вычислим количество вещества оксида алюминия:

По уравнению реакции (2) 1 моль оксида алюминия реагирует с 2 моль гидроксида алюминия. Пусть 0,062 моль оксида алюминия реагирует с х моль гидроксида натрия. Составим пропорцию:

Таким образом, всего необходимо 0,1 + 0,124 = 0,224 моль гидроксида натрия. Определим молярную массу гидроксида натрия:

Вычислим массу гидроксида натрия:

Вычислим массу раствора гидроксида натрия с концентрацией 40%, или 0,4.

Вычислим объем раствора: гидроксида натрия:

Ответ: в смеси содержится 30% алюминия и 70% оксида алюминия; потребуется 16 мл раствора гидроксида натрия.