Решить задачу: Найти массу выпавшего осадка, если в реакцию вступили 15,5г хлорида алюминия и 16,8г гидроксида калия.
Чтобы решить задачу, давайте сначала запишем химическую реакцию между хлоридом алюминия (AlCl₃) и гидроксидом калия (KOH). В результате реакции образуется гидроксид алюминия (Al(OH)₃) и хлорид калия (KCl):
\[ \text{AlCl}_3 + 3 \text{KOH} \rightarrow \text{Al(OH)}_3 + 3 \text{KCl} \]
Теперь давайте определим количество каждого реагента, чтобы выяснить, какой из них является лимитирующим.
Вычислим молекулярные массы веществ:
- Молекулярная масса AlCl₃ = 26,98 (Al) + 3 × 35,45 (Cl) = 133,33 г/моль
- Молекулярная масса KOH = 39,10 (K) + 16,00 (O) + 1,01 (H) = 56,11 г/моль
- Молекулярная масса Al(OH)₃ = 26,98 (Al) + 3 × (16,00 + 1,01) (OH) = 78,00 г/моль
Находим количество моль каждого реагента:
- Для AlCl₃: \[ n(AlCl_3) = \frac{15,5 \, \text{г}}{133,33 \, \text{г/моль}} \approx 0,116 \, \text{моль} \]
- Для KOH: \[ n(KOH) = \frac{16,8 \, \text{г}}{56,11 \, \text{г/моль}} \approx 0,299 \, \text{моль} \]
Рассмотрим стехиометрию реакции: Из уравнения видно, что 1 моль AlCl₃ реагирует с 3 моль KOH. Таким образом, для 0,116 моль AlCl₃ потребуется: \[ 3 \times 0,116 = 0,348 \, \text{моль KOH} \] Поскольку у нас только 0,299 моль KOH, KOH является лимитирующим реагентом.
Теперь вычислим количество Al(OH)₃, которое будет образовываться: Из уравнения видно, что 3 моль KOH дает 1 моль Al(OH)₃. Поэтому 0,299 моль KOH даст: \[ \frac{0,299}{3} \approx 0,0997 \, \text{моль} \, Al(OH)_3 \]
Наконец, вычислим массу осадка Al(OH)₃: Масса Al(OH)₃ будет равна количеству моль, умноженному на его молекулярную массу: \[ m(Al(OH)_3) = n(Al(OH)_3) \times M(Al(OH)_3) = 0,0997 \, \text{моль} \times 78 \, \text{г/моль} \approx 7,78 \, \text{г} \]
Таким образом, масса выпавшего осадка составляет около 7,78 г.
