Для решения задачи используем уравнение реакции между алюминием (Al) и кислородом (O₂) для образования оксида алюминия (Al₂O₃).
- Записываем уравнение реакции:
[ 4Al + 3O_2 \rightarrow 2Al_2O_3 ]
- Находим молекулярные массы веществ:
- Масса Al (алюминия) = 27 г/моль
- Масса O₂ (кислорода) = 32 г/моль
- Масса Al₂O₃ (оксида алюминия) = 2(27) + 3(16) = 54 + 48 = 102 г/моль
- Находим количество вещества (моли) каждого реагента:
[
n_{Al} = \frac{54 \text{ г}}{27 \text{ г/моль}} = 2 \text{ моль}
]
[
n_{O_2} = \frac{72 \text{ г}}{32 \text{ г/моль}} = 2.25 \text{ моль}
]
- Смотрим на коэффициенты в уравнении реакции. Из уравнения видно:
- 4 моли Al реагируют с 3 молями O₂, чтобы получить 2 моли Al₂O₃.
- Это означает, что на 4 моли Al требуется 3 моли O₂.
Чтобы найти ограничивающий реагент, сравним пропорции:
Коэффициенты: 4 моли Al / 3 моли O₂ = 1.33
Теперь сравним с требуемыми количествами:
[
\frac{n_{Al}}{n_{O_2}} = \frac{2}{2.25} \approx 0.89
]
Так как 0.89 < 1.33, это означает, что Al является ограничивающим реагентом.
- Рассчитываем, сколько моли Al₂O₃ получится из 2 моль Al:
Согласно уравнению, из 4 моль Al образуется 2 моли Al₂O₃. Следовательно, из 2 моль Al получится:
[
n_{Al_2O_3} = \frac{2 \text{ моль Al}}{4} \times 2 = 1 \text{ моль Al}_2O_3
]
- Теперь находим массу образовавшегося Al₂O₃:
[
m_{Al_2O_3} = n_{Al_2O_3} \times M_{Al_2O_3} = 1 \text{ моль} \times 102 \text{ г/моль} = 102 \text{ г}
]
Таким образом, масса оксида алюминия, образовавшегося в ходе реакции, составляет 102 грамма.
