Масса раствора щелочи для извлечения алюминия из смеси

`m_text{порц.}(смеси) = 10 text{ г}`

`V_text{порц.}(H_2) = 6.72 text{ л}`

`m(смеси) = 1 text{ кг} = 1000 text{ г}`

`ω(NaOH) = 10%`

`m(text{р-ра }NaOH) = text{ ?}`

Соляная кислота реагирует только с алюминием, медь не реагирует. Запишем уравнение реакции:

`2Al + 6HCl = 2AlCl_3 + 3H_2 text{↑}`

Найдём количество вещества водорода, выделившегося из порции смеси массой 10 г:

`n_text{порц.}(H_2) = (V_text{порц.}(H_2))/V_m = 6.72/22.4 = 0.3 text{ моль}`

Согласно уравнению реакции, количество вещества алюминия в порции:

`n_text{порц.}(Al) = (2*n_text{порц.}(H_2))/3 = (2*0.3)/3 = 0.2 text{ моль}`

Найдём массу алюминия в порции:

`m_text{порц.}(Al) = n_text{порц.}(Al)*M(Al) = 0.2*27 = 5.4 text{ г}`

Найдём массовую долю алюминия в смеси:

`ω(Al) = (100*m_text{порц.}(Al))/(m_text{порц.}(смеси)) = (100*5.4)/10 = 54%`

Запишем уравнение реакции алюминия с раствором гидроксида натрия:

`2Al + 2NaOH + 6H_2O = 2Na[Al(OH)_4] + 3H_2 text{↑}`

Найдём массу алюминия в 1 кг смеси:

`m(Al) = (ω(Al)*m(смеси))/100 = (54*1000)/100 = 540 text{ г}`

Найдём количество вещества алюминия в 1 кг смеси:

`n(Al) = (m(Al))/(M(Al)) = 540/27 = 20 text{ моль}`

Согласно уравнению реакции, количество вещества гидроксида натрия равно количеству вещества алюминия:

`n(NaOH) = n(Al) = 20 text{ моль}`

Найдём массу чистого гидроксида натрия:

`m(NaOH) = n(NaOH)*M(NaOH) = 20*40 = 800 text{ г}`

Рассчитаем массу 10%-ного раствора гидроксида натрия:

`m(text{р-ра }NaOH) = (100*m(NaOH))/(ω(NaOH)) = (100*800)/10 = 8000 text{ г} = 8 text{ кг}`

`m(text{р-ра }NaOH) = 8 text{ кг}`