На 40 г алюминия содержащего 10 примесей подействовали 100 г 10%-й соляной кислоты. Найдите массу образовавшегося хлорида алюминия
Для решения задачи о реакции алюминия с соляной кислотой, давайте начнем с того, что нужно определить количество чистого алюминия, так как у нас есть 40 г алюминия с 10% примесей.
Определим массу чистого алюминия: Примеси составляют 10%, значит, массу чистого алюминия можно рассчитать следующим образом: \[ \text{Масса чистого алюминия} = 40 \, \text{г} - (10\% \text{ от } 40 \, \text{г}) = 40 \, \text{г} - 4 \, \text{г} = 36 \, \text{г} \]
Запишем уравнение реакции алюминия с соляной кислотой: \[ 2 \, \text{Al} + 6 \, \text{HCl} \rightarrow 2 \, \text{AlCl}_3 + 3 \, \text{H}_2 \] Из уравнения видно, что 2 моль алюминия реагируют с 6 моль соляной кислоты, в результате чего образуется 2 моль хлорида алюминия (\( \text{AlCl}_3 \)).
Рассчитаем количество молей чистого алюминия: Молярная масса алюминия (\( \text{Al} \)) составляет примерно 27 г/моль. \[ \text{Количество молей алюминия} = \frac{36 \, \text{г}}{27 \, \text{г/моль}} \approx 1.33 \, \text{моля} \]
Вычислим необходимое количество соляной кислоты: Для реакции с 1.33 моль алюминия по уравнению нам нужно 2 моль алюминия реагируют с 6 моль HCl: \[ \text{Моли HCl} = 1.33 \, \text{моля Al} \times \frac{6 \, \text{моль HCl}}{2 \, \text{моля Al}} = 3.99 \, \text{моля HCl} \] Обратите внимание, что у нас есть 100 г 10%-й соляной кислоты. Рассчитаем количество HCl в этой концентрации: \[ 10\% \text{ от } 100 \, \text{г} = 10 \, \text{г HCl} \] Молярная масса HCl составляет примерно 36.5 г/моль, следовательно: \[ \text{Количество молей HCl} = \frac{10 \, \text{г}}{36.5 \, \text{г/моль}} \approx 0.274 \, \text{моля} \]
Сравним количество реагентов: У нас недостаточно HCl для реакции с 1.33 моль алюминия, так как нужно 3.99 моль HCl, а есть только 0.274 моль. Следовательно, HCl является ограничивающим реагентом.
Вычислим массу образовавшегося хлорида алюминия: Если у нас 0.274 моль HCl, то для этого необходимо: \[ \text{Необходимое количество Al} = 0.274 \, \text{моля HCl} \times \frac{2 \, \text{моля Al}}{6 \, \text{моля HCl}} \approx 0.0913 \, \text{моля Al} \] Для образования AlCl₃, по уравнению, получим: \[ 0.274 \, \text{моля HCl} \rightarrow \frac{2}{6} \cdot 0.274 \approx 0.0913 \, \text{моля AlCl}_3 \]
Молярная масса AlCl₃ составляет около 133.5 г/моль: \[ \text{Масса AlCl}_3 = 0.0913 \, \text{моля} \times 133.5 \, \text{г/моль} \approx 12.19 \, \text{г} \]
Таким образом, масса образовавшегося хлорида алюминия составляет примерно 12.19 грамм.
