Анализируем условие задачи:
В реакцию вступают оба металла. Здесь водород из кислоты выделяется в обеих реакциях. Поэтому прямым расчётом здесь нельзя воспользоваться. В таких случаях удобно решать с очень простой системы уравнений, приняв за Х - число моль одного из металлов, а за Y - количество вещества второго.
1. Находим количество вещества водорода: n(H2)=V(H2)÷Vm=0.4моль.
2. Пусть количество алюминия Xмоль, а железа Yмоль. Тогда можно выразить через X и Y количество выделившегося водорода:
2AI + 6HCI=2AICI₃ + 3H₂ (1)
n(AI)=1моль n(H2)=3моль
n(AI)=Xмоль n(H₂)=1.5Xмоль
Fe + HCI=FeCI₂ +H₂
n(Fe)=Yмоль n(H₂)=Yмоль
3. Общее количество водорода: 0,4 моль, значит
1,5Х +Y=0,4моль (это первое уравнение в системе).
5. Для смеси металлов нужно выразить массы через количества веществ. M=nхm, отсюда m=M×n значит:
масса алюминия m(AI)=27X, масса железа m(Fe)=56Y
Масса всей смеси: 27X+56Y=11 (это второе уравнение в системе).
6. Итак, мы имеем систему из двух уравнений:
1,5Х +Y=0,4моль
27X+56Y=11
Решим такую систему методом вычитания, домножив первое уравнение на 18 и вычитая первое уравнение из второго:
27Х+18Y=7,2
(56-18)Y=11-7,2
Y=3,8÷38=0,1моль Fe
X=0,2мольAI (на основе реакции 1)
7. Находим массы металлов и их массовые доли в смеси:
масса железа m(Fe)=0,1мольх56г.моль=5,6г.
масса алюминия m(AI)=0,2моль х27г./моль=5,4г.
7. Находим массовые доли железа и алюминия в смеси:
ω(Fe)=5,6г.÷11г.= 0,509 ω%=ω(Fe)х100%=50,9%
ω(AI)=5,4г.÷11г.= 0,491 ω%=ω(AI)х100%=49,1%
8.ответ: в смеси массовая доля железа 0,509 или 50,9% и массовая доля алюминия 0,491 или 49,1%
