Какой объём водорода выделится при взаимодействии 5,4г алюминия с избытком раствора соляной кислоты?

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.