Чтобы решить эту задачу, начнем с нахождения теоретического выхода соли, а затем рассчитаем практический выход, учитывая указанные данные.
Определение реагентов и продуктов: Алюминий (Al) и серная кислота (H₂SO₄) реагируют с образованием сульфата алюминия (Al₂(SO₄)₃) и водорода (H₂).
Уравнение реакции: Полное уравнение реакции выглядит следующим образом: \[ 2Al + 3H_2SO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 3H_2 \]
Молярные массы:
- Молярная масса Al = 27 г/моль
- Молярная масса H₂SO₄ = 98 г/моль
- Молярная масса Al₂(SO₄)₃ = 342 г/моль
Расчет количества Al₂(SO₄)₃: Для реакции мы можем использовать массу серной кислоты, чтобы найти, сколько алюминия нужно и какой выход соли мы получим.
Мы знаем, что 78 г серной кислоты содержат: \[ n(H_2SO_4) = \frac{78 \text{ г}}{98 \text{ г/моль}} \approx 0.795 \text{ моль} \]
Согласно уравнению, на 3 моль H₂SO₄ требуется 2 моль Al, что дает отношение: \[ 2 \text{ моль Al} \text{ } : \text{ } 3 \text{ моль H₂SO₄} \implies n(Al) = \frac{2}{3} \cdot n(H_2SO₄) \approx \frac{2}{3} \cdot 0.795 \approx 0.53 \text{ моль} \]
Расчет теоретического выхода Al₂(SO₄)₃: На основе уравнения, 1 моль Al₂(SO₄)₃ образуется из 3 моль H₂SO₄. Значит, количество Al₂(SO₄)₃ будет: \[ n(Al_2(SO_4)_3) = \frac{1}{3} \cdot n(H_2SO₄) \approx \frac{1}{3} \cdot 0.795 \approx 0.265 \text{ моль} \]
Теперь найдем массу: \[ m(Al_2(SO_4)_3) = n(Al_2(SO_4)_3) \cdot M(Al_2(SO_4)_3 = 0.265 \text{ моль} \cdot 342 \text{ г/моль} \approx 90.93 \text{ г} \]
Расчет практического выхода: Если практический выход составляет 97%, то: \[ m_{практич} = 0.97 \cdot 90.93 \text{ г} \approx 88.25 \text{ г} \]
Итак, практический выход соли составляет примерно 88.25 г.
