Для решения задачи, нам нужно использовать уравнение реакции сгорания алюминия с кислородом. Реакция выглядит следующим образом:
\[ 4 Al + 3 O_2 \rightarrow 2 Al_2O_3 \]
- Определим количество алюминия: Первым делом нужно найти моль алюминия. Используем формулу: \[ n = \frac{m}{M} \] где \( m \) - масса алюминия (270 г), \( M \) - молярная масса алюминия (примерно 27 г/моль).
\[ n(Al) = \frac{270 \, \text{г}}{27 \, \text{г/моль}} = 10 \, \text{моль} \]
- Определим, сколько кислорода нужно для реакции: Согласно уравнению реакции, на 4 моль алюминия требуется 3 моль кислорода. Определим, сколько этого кислорода нам нужно для 10 моль алюминия:
\[ \text{Для } 4 \, \text{моль Al} \rightarrow 3 \, \text{моль } O_2 \]
\[ 10 \, \text{моль Al} \rightarrow \left( \frac{3}{4} \times 10 \right) \, \text{моль } O_2 = 7.5 \, \text{моль } O_2 \]
- Переведем моли кислорода в массу: Молярная масса кислорода (O₂) составляет примерно 32 г/моль.
\[ m(O_2) = n(O_2) \times M(O_2) \] \[ m(O_2) = 7.5 \, \text{моль} \times 32 \, \text{г/моль} = 240 \, \text{г} \]
- Количество образовавшегося оксида алюминия: Согласно уравнению, на каждые 4 моль алюминия образуется 2 моль оксида алюминия (Al₂O₃). Таким образом, для 10 моль алюминия будет образовано:
\[ 10 \, \text{моль Al} \rightarrow \left( \frac{2}{4} \times 10 \right) \, \text{моль } Al_2O_3 = 5 \, \text{моль } Al_2O_3 \]
- Переведем моли Al₂O₃ в массу: Молярная масса Al₂O₃ составляет примерно 102 г/моль.
\[ m(Al_2O_3) = n(Al_2O_3) \times M(Al_2O_3) \] \[ m(Al_2O_3) = 5 \, \text{моль} \times 102 \, \text{г/моль} = 510 \, \text{г} \]
В итоге мы получили следующие результаты:
- Масса кислорода, необходимая для сгорания 270 г алюминия: 240 г.
- Количество образовавшегося оксида алюминия: 510 г.