Для решения задачи, давайте разберем дано и найдем массу водорода, который выделится при реакции.
Дано:
- Масса алюминия (Al) = 300 г
- Выход водорода (H₂) = 90%
Реакция: Когда алюминий реагирует с едким натрием (NaOH), в результате образуется водород. Уравнение реакции можно записать следующим образом:
\[ 2Al + 2NaOH + 6H₂O \rightarrow 2NaAl(OH)₄ + 3H₂ \]
Из уравнения видно, что 2 молекулы алюминия дают 3 молекулы водорода. Теперь давайте посчитаем, сколько молей алюминия у нас есть:
Молярная масса алюминия (Al) = 27 г/моль.
Количество молей алюминия: \[ n_{Al} = \frac{m_{Al}}{M_{Al}} = \frac{300 \, \text{г}}{27 \, \text{г/моль}} \approx 11.11 \, \text{моль} \]
Согласно уравнению, 2 моли Al дают 3 моли H₂:
Значит, 11.11 моль Al дадут: \[ n_{H₂} = \frac{3}{2} \cdot n_{Al} = \frac{3}{2} \cdot 11.11 \approx 16.67 \, \text{моль} \]Молярная масса водорода (H₂) = 2 г/моль.
Масса водорода, которая теоретически выделится: \[ m_{H₂} = n_{H₂} \cdot M_{H₂} = 16.67 \, \text{моль} \cdot 2 \, \text{г/моль} \approx 33.34 \, \text{г} \]
С учетом выхода 90%: \[ m_{H₂, фактическая} = m_{H₂} \cdot \frac{90}{100} = 33.34 \, \text{г} \cdot 0.9 \approx 30.01 \, \text{г} \]
Ответ: Масса водорода, который выделится при растворении 300 г алюминия в едком натрии с выходом 90%, составляет примерно 30.01 г.