Чтобы рассчитать объем водорода, полученного при взаимодействии алюминия с соляной кислотой, давайте сначала рассмотрим саму реакцию. При взаимодействии алюминия (Al) с соляной кислотой (HCl) происходит следующая химическая реакция:
[ 2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2 \uparrow ]
Это уравнение нам говорит о том, что 2 молекулы алюминия реагируют с 6 молекулами соляной кислоты, образуя 2 молекулы хлорида алюминия и 3 молекулы водорода.
Теперь давайте решим задачу шаг за шагом.
Шаг 1: Найти количество вещества Al
Сначала нужно найти количество вещества алюминия (в молях). Для этого воспользуемся формулой:
[
n = \frac{m}{M}
]
где:
- ( n ) – количество вещества (в молях),
- ( m ) – масса (в граммах),
- ( M ) – молярная масса (г/моль).
Молярная масса алюминия (Al) составляет примерно 27 г/моль.
Дано: масса алюминия ( m = 5.4 ) г.
Теперь подставим данные в формулу:
[
n_{Al} = \frac{5.4 \text{ г}}{27 \text{ г/моль}} \approx 0.2 \text{ моль}
]
Шаг 2: Найти количество водорода
Согласно уравнению реакции, видно, что 2 моля алюминия дают 3 моля водорода:
[
2 \text{ Al} \rightarrow 3 \text{ H}_2
]
Из этого можно вывести, что 1 моль алюминия дает ( \frac{3}{2} ) моль водорода:
[
n_{H_2} = n_{Al} \cdot \frac{3}{2} = 0.2 \text{ моль} \cdot \frac{3}{2} = 0.3 \text{ моль}
]
Шаг 3: Рассчитать объем водорода при нормальных условиях
При нормальных условиях (при температуре 0°C и давлении 1 атм) 1 моль газа занимает объем 22.4 литра. Чтобы найти объем водорода, умножим количество молей водорода на этот объем:
[
V = n_{H_2} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 0.3 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} \approx 6.72 \text{ л}
]
Итог
Объем водорода, полученного при взаимодействии 5.4 г алюминия с соляной кислотой, составляет примерно 6.72 литра.
