Задание 3. Рассчитайте массу и объем водорода, образующегося при взаимодействии алюминия с 51,1 г хлороводорода.
Для решения этой задачи необходимо использовать уравнение реакции между алюминием и хлороводородом. Реакция выглядит следующим образом:
\[ 2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2 \]
Сначала определим, сколько молей хлороводорода (HCl) содержится в 51,1 г.
Вычислим молярную массу HCl.
- Молярная масса H (водорода) = 1 г/моль.
- Молярная масса Cl (хлора) = 35,5 г/моль.
- Тогда молярная масса HCl = 1 + 35,5 = 36,5 г/моль.
Найдем количество молей HCl. \[ n(HCl) = \frac{m}{M} = \frac{51,1 \, г}{36,5 \, г/моль} \approx 1,4 \, моль. \]
Согласно уравнению реакции, 6 моль HCl реагируют с 2 моль Al, образуя 3 моль H2. Это можно выразить соотношением: \[ \frac{6 \, моль \, HCl}{3 \, моль \, H_2} = 2 \, моль \, HCl \to 1 \, моль \, H_2. \]
Поэтому, 1,4 моль HCl даст: \[ n(H_2) = \frac{1,4 \, моль \, HCl}{2} \cdot 1 = 0,7 \, моль \, H_2. \]
Теперь вычислим массу водорода (H2).
- Молярная масса H2 = 2 г/моль. \[ m(H_2) = n(H_2) \cdot M(H_2) = 0,7 \, моль \cdot 2 \, г/моль = 1,4 \, г. \]
Теперь найдем объем водорода, образующегося при нормальных условиях. При нормальных условиях (0 °C и 1 атм) 1 моль газа занимает 22,4 л. \[ V(H_2) = n(H_2) \cdot 22,4 \, л/моль = 0,7 \, моль \cdot 22,4 \, л/моль \approx 15,68 \, л. \]
Таким образом, при взаимодействии алюминия с 51,1 г хлороводорода образуется примерно 1,4 г водорода и объем водорода составит около 15,68 литров.
