Чтобы рассчитать количество серной кислоты, необходимое для получения 68,4 г сульфата алюминия (Al₂(SO₄)₃) при реакции с алюминием, нужно сначала рассмотреть уравнение реакции.
Уравнение реакции между алюминием и серной кислотой может быть представлено следующим образом:
\[ 2Al + 6H₂SO₄ \rightarrow Al₂(SO₄)₃ + 3H₂ \]
Из этого уравнения видно, что для получения одного моля сульфата алюминия требуется 6 молей серной кислоты.
Вычислим молекулярную массу Al₂(SO₄)₃:
- Молекулярная масса алюминия (Al) = 26,98 г/моль
- Молекулярная масса серы (S) = 32,07 г/моль
- Молекулярная масса кислорода (O) = 16,00 г/моль
\[ \text{Масса Al₂(SO₄)₃} = (2 \times 26,98) + (3 \times (32,07 + 4 \times 16,00)) = 53,96 + (3 \times 96,07) = 53,96 + 288,21 = 342,17 \text{ г/моль} \]
Теперь найдём, сколько моль сульфата алюминия содержится в 68,4 г:
\[ n(Al₂(SO₄)₃) = \frac{68,4 \text{ г}}{342,17 \text{ г/моль}} \approx 0,2 \text{ моль} \]
Чтобы получить 0,2 моль сульфата алюминия, необходимо 6 моль серной кислоты:
\[ n(H₂SO₄) = 0,2 \text{ моль} \times 6 = 1,2 \text{ моль} \]
Теперь рассчитаем массу серной кислоты. Молекулярная масса H₂SO₄ составляет:
\[ \text{Масса H₂SO₄} = (2 \times 1,01) + 32,07 + (4 \times 16,00) = 2,02 + 32,07 + 64,00 = 98,09 \text{ г/моль} \]
Теперь мы можем рассчитать массу 1,2 моль серной кислоты:
\[ m(H₂SO₄) = n(H₂SO₄) \times \text{Масса H₂SO₄} = 1,2 \text{ моль} \times 98,09 \text{ г/моль} \approx 117,71 \text{ г} \]
Таким образом, для получения 68,4 г сульфата алюминия необходимо взять примерно 117,71 г серной кислоты.
