Для решения этой задачи воспользуемся следующим подходом:
Задача:
Определить объём кислорода (\(O_2\)) при данных:
- Масса алюминия (\(m(\text{Al}) = 54 \text{ г}\))
- Масса оксида алюминия (\(m(\text{Al}_2\text{O}_3)\)) неизвестна.
- Объем кислорода (\(V(O_2)\)) неизвестен.
Решение:
Записываем уравнение реакции:
\[ 4\text{Al} + 3\text{O}_2 \rightarrow 2\text{Al}_2\text{O}_3 \]
Найдём молярную массу алюминия (\( \text{Al} \)):
\(\text{M}(\text{Al}) = 27 \text{ г/моль}\)
Определим количество вещества алюминия:
\[ n(\text{Al}) = \frac{m(\text{Al})}{M(\text{Al})} = \frac{54 \text{ г}}{27 \text{ г/моль}} = 2 \text{ моль} \]
По уравнению реакции выясним соотношение между количеством алюминия и кислорода:
Из уравнения: 4 моль \(\text{Al}\) реагирует с 3 моль \(\text{O}_2\).
Следовательно, 2 моль \(\text{Al}\) будет реагировать с \(\frac{3}{4} \times 2 = 1.5\) моль \(\text{O}_2\).
Найдём объем кислорода:
Используем молярный объем газа при нормальных условиях (\(22.4 \text{ л/моль}\)):
\[ V(O_2) = n(O_2) \times 22.4 \text{ л/моль} = 1.5 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 33.6 \text{ л} \]
Ответ:
Объём кислорода, необходимого для реакции, составляет \(33.6 \text{ л}\).