При взаимодействии алюминия (Al) с серной кислотой (H2SO4) образуется газ, который является диоксидом серы (SO2). Давайте сначала рассмотрим сбалансированный химический уравнение для этой реакции:
Al + H2SO4 → Al2(SO4)3 + SO2 + H2O
Теперь, чтобы определить количество газа (SO2), выделившегося при реакции, необходимо рассчитать количество веществ, участвующих в реакции. Сначала определим количество веществ в молях:
Для алюминия (Al): Масса алюминия (m) = 5,4 г Молярная масса алюминия (Mr(Al)) = 27 г/моль
Количество моль алюминия = масса / молярная масса = 5,4 г / 27 г/моль = 0,2 моль
Для серной кислоты (H2SO4): Масса серной кислоты (m) = 19,6 г Молярная масса серной кислоты (Mr(H2SO4)) = 98 г/моль
Количество моль серной кислоты = масса / молярная масса = 19,6 г / 98 г/моль = 0,2 моль
Поскольку соединения взаимодействуют в стехиометрических пропорциях, на один моль алюминия требуется три моля серной кислоты для полной реакции. Согласно уравнению, соотношение между алюминием и SO2 равно 1 к 1.
Таким образом, количество моль SO2, выделившегося при реакции, будет равным количеству молей алюминия, так как соотношение между ними 1 к 1:
Количество моль SO2 = 0,2 моль
Теперь найдем массу SO2, выделившегося при реакции:
Молярная масса SO2 = 64 г/моль
Масса SO2 = количество моль x молярная масса = 0,2 моль x 64 г/моль = 12,8 г
Таким образом, при взаимодействии 5,4 г алюминия с 19,6 г серной кислоты выделится 12,8 г диоксида серы (SO2) в виде газа.