Чтобы решить задачу, нам нужно разобраться с несколькими шагами.
Определение массы алюминия в руде: В условии задачи говорится, что в алюминиевой руде 20% – это алюминий. Мы можем найти массу алюминия в 270 граммах руды следующим образом: \[ \text{Масса алюминия} = 270 \, \text{г} \times 0.20 = 54 \, \text{г} \]
Определение количества молей алюминия: Для этого нужно знать молярную массу алюминия. Она составляет примерно 27 г/моль. Следовательно, количество молей алюминия можно найти по формуле: \[ n = \frac{m}{M} = \frac{54 \, \text{г}}{27 \, \text{г/моль}} = 2 \, \text{моль} \]
Реакция алюминия с кислородом: Алюминий реагирует с кислородом по следующему уравнению: \[ 4 \, \text{Al} + 3 \, \text{O}_2 \rightarrow 2 \, \text{Al}_2\text{O}_3 \] Это значит, что 4 моля алюминия реагируют с 3 молями кислорода. Чтобы найти требуется количество молей кислорода для 2 молей алюминия, можно воспользоваться пропорцией: \[ \frac{3 \, \text{моль O}_2}{4 \, \text{моль Al}} = \frac{x}{2 \, \text{моль Al}} \Rightarrow x = \frac{3 \times 2}{4} = 1.5 \, \text{моль O}_2 \]
Определение объема кислорода: При обычных условиях (0 °C и 1 атм) 1 моль газа занимает объем 22.4 л. Таким образом, объем кислорода можно найти: \[ V = n \times 22.4 \, \text{л/моль} = 1.5 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} = 33.6 \, \text{л} \]
Молярная масса алюминиевого оксида: Алюминий оксид (Al₂O₃) состоит из 2 атомов алюминия и 3 атомов кислорода. Молярная масса Al₂O₃ рассчитывается следующим образом:
- Молярная масса алюминия = 27 г/моль
- Молярная масса кислорода = 16 г/моль \[ M(\text{Al}_2\text{O}_3) = 2 \times 27 + 3 \times 16 = 54 + 48 = 102 \, \text{г/моль} \]
Итак, для реакции с 270 граммами алюминиевой руды нужно 33.6 литра кислорода, а молярная масса алюминиевого оксида составляет 102 г/моль.
