Рассчитайте объем водорода, который выделится при растворении алюминия массой 10 г в избытке соляной кислоты (н.у.).
Для расчета объема водорода, выделяющегося при растворении алюминия в соляной кислоте, нужно использовать уравнение реакции, а также законы химии и стехиометрию.
- Запишем уравнение реакции: \[ 2 \text{Al} + 6 \text{HCl} \rightarrow 2 \text{AlCl}_3 + 3 \text{H}_2 \]
Из этого уравнения видно, что 2 моля алюминия реагируют с 6 молями соляной кислоты, образуя 3 моля водорода.
Найдем количество вещества алюминия (Al): Молярная масса алюминия составляет 27 г/моль. Поскольку у нас 10 г алюминия, количество вещества можно рассчитать по формуле: \[ n(\text{Al}) = \frac{m}{M} = \frac{10 \, \text{г}}{27 \, \text{г/моль}} \approx 0.370 \, \text{моль} \]
По уравнению реакции видно, что на 2 моль алюминия выделяется 3 моль водорода. То есть отношение алюминия к водороду: \[ \frac{3 \, \text{моль H}_2}{2 \, \text{моль Al}} \]
Теперь можем определить, сколько моль водорода выделится при 0.370 моль алюминия: \[ n(\text{H}_2) = n(\text{Al}) \times \frac{3}{2} = 0.370 \, \text{моль} \times \frac{3}{2} \approx 0.555 \, \text{моль} \]
- Теперь найдем объем выделившегося водорода при нормальных условиях (н.у.), где 1 моль газа занимает объем 22.4 л: \[ V(\text{H}_2) = n(\text{H}_2) \times 22.4 \, \text{л/моль} = 0.555 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} \approx 12.43 \, \text{л} \]
Таким образом, объем водорода, который выделится при растворении 10 г алюминия в избытке соляной кислоты, составляет примерно 12.43 литра.
