5. Сколько литров водорода выделится при растворении 540 г алюминия соляной кислоте?
Для решения этой задачи используем реакцию между алюминием (Al) и соляной кислотой (HCl). Эта реакция протекает по следующему уравнению:
\[ 2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2 \]
Из уравнения видно, что на 2 молекулы алюминия (Al) образуется 3 молекулы водорода (H₂).
Посчитаем количество вещества алюминия. Для этого используем молярную массу алюминия, которая составляет примерно 27 г/моль: \[ n_{Al} = \frac{m_{Al}}{M_{Al}} = \frac{540 \, \text{г}}{27 \, \text{г/моль}} = 20 \, \text{моль} \]
Определим количество водорода, выделяющегося в результате реакции. Из уравнения видно, что 2 моль Al выделяют 3 моль H₂. Таким образом, на 20 моль Al получится: \[ n_{H_2} = n_{Al} \cdot \frac{3 \, \text{моль H}_2}{2 \, \text{моль Al}} = 20 \, \text{моль} \cdot \frac{3}{2} = 30 \, \text{моль} \]
Теперь переведем количество водорода в литры. При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газообразного вещества занимает 22.4 литра. Поэтому: \[ V_{H_2} = n_{H_2} \cdot 22.4 \, \text{л/моль} = 30 \, \text{моль} \cdot 22.4 \, \text{л/моль} = 672 \, \text{л} \]
Таким образом, при растворении 540 г алюминия в соляной кислоте выделится 672 литра водорода.
