Какой объем (н.у) водорода выделится при при обработке технического алюминия массой 9г (массовая доля примеси 5,3%) избытком раствора гидроксида натрия?
Для решения данной задачи сначала необходимо определить, сколько чистого алюминия содержится в 9 г технического алюминия с массовой долей примеси 5,3%.
- Рассчитаем массу чистого алюминия:
\[ m_{\text{Al}} = m_{\text{тех. алюминий}} \times (1 - \text{доля примесей}) = 9\, \text{г} \times (1 - 0.053) = 9\, \text{г} \times 0.947 = 8.523\, \text{г} \]
- Теперь найдем, сколько молей алюминия в этой массе:
Молярная масса алюминия \(M_{\text{Al}} = 27\, \text{г/моль}\).
\[ n_{\text{Al}} = \frac{m_{\text{Al}}}{M_{\text{Al}}} = \frac{8.523\, \text{г}}{27\, \text{г/моль}} \approx 0.315\, \text{моль} \]
- Реакция между алюминием и гидроксидом натрия описывается уравнением:
\[ 2 \text{Al} + 2 \text{NaOH} + 6 \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2 \text{Na[Al(OH)}_4] + 3 \text{H}_2 \]
Согласно уравнению, 2 моль алюминия выделяют 3 моля водорода. Следовательно, 1 моль алюминия выделяет \( \frac{3}{2} \) моль водорода.
- Рассчитаем, сколько молей водорода выделится из 0.315 моль алюминия:
\[ n_{\text{H}_2} = n_{\text{Al}} \times \frac{3}{2} = 0.315\, \text{моль} \times \frac{3}{2} \approx 0.4725\, \text{моль} \]
- Теперь найдем объем выделившегося водорода при нормальных условиях (н.у.), где 1 моль газа занимает 22,4 литра:
\[ V_{\text{H}_2} = n_{\text{H}_2} \times 22.4\, \text{л/моль} \approx 0.4725\, \text{моль} \times 22.4\, \text{л/моль} \approx 10.59\, \text{л} \]
Таким образом, объем водорода, который выделится, составляет примерно 10.59 литров.
