Чтобы определить массу алюминия, который способен вытеснить 5,6 л водорода из сульфатной кислоты, нужно рассмотреть реакцию между алюминием и серной кислотой. Реакция записывается следующим образом:
\[ 2 \text{Al} + 3 \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 2 \text{Al}_2\text{(SO}_4\text{)}_3 + 3 \text{H}_2 \uparrow \]
Сначала определим, сколько молей водорода содержится в 5,6 л при нормальных условиях (н.у., где 1 моль газа занимает 22,4 л). Используем формулу:
\[ n = \frac{V}{V_m} \]
Где:
- \( n \) — количество молей,
- \( V \) — объем газа,
- \( V_m \) — молярный объем газа (22,4 л/моль).
Подставляем значения:
\[ n = \frac{5,6 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} = 0,25 \, \text{моль} \]
Теперь нам нужно узнать, сколько молей алюминия нужно для реакции с 0,25 моль водорода. Из уравнения реакции видно, что на 3 моль водорода требуется 2 моль алюминия. Значит, соотношение:
\[ \frac{2 \, \text{моль Al}}{3 \, \text{моль H}_2} \]
Следовательно, для 0,25 моль водорода нужно:
\[ n_{\text{Al}} = 0,25 \, \text{моль H}_2 \times \frac{2 \, \text{моль Al}}{3 \, \text{моль H}_2} = \frac{0,25 \times 2}{3} \approx 0,1667 \, \text{моль Al} \]
Теперь можем вычислить массу алюминия. Молярная масса алюминия составляет около 27 г/моль. Используя формулу для массы:
\[ m = n \times M \]
Где:
- \( m \) — масса,
- \( n \) — количество молей,
- \( M \) — молярная масса.
Подставляем значения:
\[ m = 0,1667 \, \text{моль} \times 27 \, \text{г/моль} \approx 4,5 \, \text{г} \]
Таким образом, масса алюминия, необходимая для вытеснения 5,6 л водорода из сульфатной кислоты, составляет примерно 4,5 грамм.