Найти объём водорода, который образуется при действии алюминия на 300 г раствора, содержащего 45% серной кислоты
Для решения задачи нам нужно определить, сколько серной кислоты содержится в 300 г раствора, а затем рассчитать, сколько водорода будет произведено в результате реакции алюминия с серной кислотой.
Расчет массы серной кислоты в растворе: Масса раствора = 300 г Концентрация серной кислоты = 45%
Масса серной кислоты: \[ m(H_2SO_4) = 0,45 \times 300\, г = 135\, г \]
Определение количества молей серной кислоты: Молярная масса серной кислоты (H₂SO₄): \[ M(H_2SO_4) = 2 \times 1 + 32 + 4 \times 16 = 98\, г/моль \]
Количество молей серной кислоты: \[ n(H_2SO_4) = \frac{m(H_2SO_4)}{M(H_2SO_4)} = \frac{135\, г}{98\, г/моль} \approx 1,38\, моль \]
Запись уравнения реакции: Реакция алюминия с серной кислотой записывается как: \[ 2Al + 3H_2SO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 3H_2 \uparrow \]
Из уравнения видно, что 3 моля H₂SO₄ дают 3 mola H₂. Это означает, что 1 моль H₂SO₄ дает 1 моль H₂.
Расчет количества водорода: Количество водорода, образуемого из 1,38 моль H₂SO₄: \[ n(H_2) = n(H_2SO_4) = 1,38\, моль \]
Рассчет объема водорода: При нормальных условиях (0° С и 1 атм) 1 моль газа занимает объем 22,4 л. \[ V(H_2) = n(H_2) \times 22,4\, л/моль = 1,38\, моль \times 22,4\, л/моль \approx 30,9\, л \]
Таким образом, при действии алюминия на 300 г раствора, содержащего 45% серной кислоты, образуется примерно 30,9 литров водорода.
