Чтобы решить задачу, давайте подробно разберем реакцию между алюминием (Al) и серной кислотой (H₂SO₄) и определим объем выделившегося водорода (H₂).
Шаг 1: Запишем уравнение реакции
Алюминий реагирует с серной кислотой по следующему уравнению:
[
2Al + 3H_2SO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 3H_2
]
Шаг 2: Определим, сколько молей алюминия у нас есть
Сначала нужно выяснить, сколько молей алюминия содержится в 54 г Al. Молярная масса алюминия составляет приблизительно 26.98 г/моль.
Чтобы рассчитать количество молей алюминия, используем формулу:
[
n = \frac{m}{M}
]
где:
- ( n ) – количество молей,
- ( m ) – масса (54 г),
- ( M ) – молярная масса (примерно 26.98 г/моль).
Подставляем значения:
[
n_{Al} = \frac{54 , \text{г}}{26.98 , \text{г/моль}} \approx 2 , \text{моля}
]
Шаг 3: Используем стехиометрические соотношения
В уравнении реакции видно, что для 2 молей алюминия выделяется 3 моля водорода:
[
2Al \rightarrow 3H_2
]
Таким образом, мы можем определить количество молей водорода, которое выделится при реакции 2 моль алюминия:
[
n_{H_2} = \frac{3}{2} \times n_{Al}
]
Подставим значение ( n_{Al} ):
[
n_{H_2} = \frac{3}{2} \times 2 , \text{моля} = 3 , \text{моля}
]
Шаг 4: Рассчитаем объем водорода при нормальных условиях
При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает объем 22.4 л. Чтобы найти объем водорода, выделившегося в результате реакции, используем:
[
V = n \times V_m
]
где:
- ( V ) – объем газа,
- ( n ) – количество молей газа (3 моль),
- ( V_m ) – молярный объем (22.4 л/моль).
Подставим значения:
[
V_{H_2} = 3 , \text{моля} \times 22.4 , \text{л/моль} = 67.2 , \text{л}
]
Ответ
При реакции 54 г алюминия с серной кислотой выделится 67.2 литра водорода при нормальных условиях.
