Чтобы решить задачу, необходимо использовать уравнение реакции между алюминием и соляной кислотой. В реакции алюминий реагирует с хлороводородной кислотой (соляной кислотой) с образованием хлорида алюминия и водорода. Уравнение реакции выглядит следующим образом:
[ 2 , \text{Al} + 6 , \text{HCl} \rightarrow 2 , \text{AlCl}_3 + 3 , \text{H}_2 \uparrow ]
Теперь мы можем следовать пошаговому процессу для определения объёма выделившегося водорода:
Шаг 1: Найдем количество молей алюминия (Al)
Для этого используем формулу:
[ n = \frac{m}{M} ]
где:
- ( n ) — количество молей.
- ( m ) — масса вещества (в данном случае алюминия).
- ( M ) — молярная масса алюминия.
Молярная масса алюминия (Al) ≈ 27 г/моль.
Подставим значения:
[ n = \frac{5.4 , \text{г}}{27 , \text{г/моль}} = 0.2 , \text{моль Al} ]
Шаг 2: Определим количество молей водорода (H₂) по стехиометрии реакции
Согласно уравнению реакции, 2 моля алюминия дают 3 моля водорода. Это можно записать как отношение:
[ 2 , \text{Al} \rightarrow 3 , \text{H}_2 ]
Таким образом, количество молей водорода (( n_{H_2} )) можно найти по следующей формуле:
[ n_{H_2} = n_{Al} \times \frac{3}{2} ]
Подставляем количество молей алюминия:
[ n_{H_2} = 0.2 , \text{моль} \times \frac{3}{2} = 0.3 , \text{моль H}_2 ]
Шаг 3: Найдем объём выделившегося водорода
При нормальных условиях (0°C и 1 атм) объём 1 моля газа составляет 22.4 литра. Следовательно, объём водорода можно вычислить, умножив количество молей на объём 1 моля газа:
[ V = n_{H_2} \times 22.4 , \text{л/моль} ]
[ V = 0.3 , \text{моль} \times 22.4 , \text{л/моль} = 6.72 , \text{л} ]
Ответ
Объём выделившегося водорода составит 6.72 литра.
