В 500 г раствора серной кислоты полностью растворился алюминий массой 8,1 г. После этого в раствор внесли магниевые опилки, часть которых растворилась, а массовая доля сульфата алюминия при этом в образовавшемся растворе стала 9,9%. Найдите массовую долю серной кислоты в исходном растворе. (Считайте, что магний не вытесняет алюминий из его сульфата Al2(SO4)3​

Объяснение:

В 500 г раствора серной кислоты полностью растворился алюминий массой 8,1 г. После этого в раствор внесли магниевые опилки, часть которых растворилась, а массовая доля сульфата алюминия при этом в образовавшемся растворе стала 9,9%. Найдите массовую долю серной кислоты в исходном растворе. (Считайте, что магний не вытесняет алюминий из его сульфата Al2(SO4)3

m(Al) = 8,1 г   или  0,3 моль

                0,3 моль0,45 моль 0,15 моль   0,45 моль

                    2Al  +  3H2SO4 = Al2(SO4)3  +  3H2

Молярная  масса  сульфата  алюминия  равна  342 г/моль  и  0,15 моль  сульфата  алюминия  составят 51,3 г

На реакцию  с  алюминием  израсходовано  0,45 моль  серной   и  выделилось  0,45  моль  водорода (0,9 г)

Вычислим  массу  раствора:  (500 г  +  8,1 ) - 0,9 г = 507,2 г  (1)

 После  этого  в  раствор  внесли  магний,   часть  которого  вступила  в  реакцию  с  серной кислотой.  Следовательно, серной  кислоты  в  растворе  не  осталось,  поскольку  растворилась лишь  часть  магниевых  опилок.   Теперь,  после  окончания  реакции  с  магнием   в  растворе  только  сульфат  магния  и  сульфат  алюминия.

Нам  известно,  что  массовая  доля  сульфата  алюминия  теперь  стала  9,9%.   Масса  сульфата  алюминия  известна. Это  позволяет  рассчитать   массу   раствора (2)

      51,3 г     9,9 %

          х    г                   100 %      х = 518,2 г

Масса  раствора  возросла  на  518,2  - 507,2 = 11 г  

      Mg   +   H2SO4  =   MgSO4  +  H2

      В ходе  реакции  1  моль   магния  растворяет,  и  удаляется  из  раствора  1  моль  водорода  (24, - 2 = 22,0 г/моль)

 11  г  :  22,0 г/моль =  0,5  моль.

 Следовательно,  на  растворение  магния  затрачено  0,5 моль серной  кислоты  и  еще  0,45  моль  кислоты    на растворение  алюминия.

 Таким  образом, в  исходном  растворе  серной  кислоты  было 0,95 моль  серной  кислоты    или  93,1 г

Массовая  доля  серной  кислоты  в исходном  растворе  

ω(Н2SO4)  =  93,1  :  500 =  0,1862  или  18,6 %