20 г смеси железа, алюминия и меди обработали избытком раствора соляной кислоты. При этом...

Question

20 г смеси железа, алюминия и меди обработали избытком раствора соляной кислоты. При этом выделилось 5,6 л (н.у.) газа и не растворилось 9 г вещества. Определите содержание в исходной смеси железа, алюминия и меди в массовых процентах.

Answer 1

M(Fe, Al)=20-9=11г

Fe+2HCl=FeCl2+H2

2Al+6HCl=2AlCl3+3H2
'
56x+54y=11
(x+3y=0.25)*18

56x+54y=11
-
18x+54y=4.5
--------------------
38x+0=6,5
x=6.5/38
x=0.171

56*0.171+54y=11
54y=11-9,576
54y=1,424
y=1,424/54
y=0,0264

m(Fe)=56*0.171==9,576г

m(Al)=54*0.0264=1,4256г

w(Fe)=9,576*100%/20=47,88%
w(Al)=1,4256*100%/20=7,12%
w(Cu)=9*100%/20=45%

Answer 2

Из трёх металлов медь взаимодействовать не будет (она правее водорода в электрохимическом ряду).
Суммарно масса алюминия и железа равна 20-9 = 11 грамм.
Уравнения реакций: 
2Al+6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑
Fe+2HCl = FeCl2 + H2↑
Атомная масса алюминия равна 27 гр/моль
Атомная масса железа равна 56 гр/моль
Суммарное число молей выделившегося водорода равно 5.6/22,4 = 0.25 моль
Примем количество вещества алюминия за Х, а количество вещества железа за У.
Тогда масса алюминия равна 27Х, а масса железа равна 56У.
Составляем первое уравнение:
27Х + 56У = 11
Из уравнений реакций следует, что Х моль алюминия дадут 3/2 = 1,5Х моль водорода. У моль железа дадут У моль водорода.
Составляем второе уравнение:
1,5Х + У = 0,25.

Решаем систему двух линейных уравнений с двумя неизвестными (любым методом. это уж самостоятельно. Вообще-то говоря, подробное решение можно не расписывать).
Получаем: Х=0,05 моль; У=0,175 моль
Масса алюминия в смеси равна 0,05×27 = 1,35 грамм
Масса железа в смеси равна 0.175×56 = 9,8 грамм.

Массовая доля меди = (9×100)/20 = 45%
Массовая доля алюминия = (1,35×100)/20 ≈ 6,5%
Массовая доля железа = (9,8×100)/20 ≈ 48,55%