Дано: m(Al) = 5.4г; mр-ра(HCI) = 140г; массовая доля(HCI) = 0.1. Найти: V(H2)
Для решения задачи давайте разберем все данные и шаги, которые нам необходимо пройти.
Дано:
- Масса алюминия (Al): \( m(Al) = 5.4 \, \text{г} \)
- Масса раствора HCl: \( m_{p-раствора}(HCl) = 140 \, \text{г} \)
- Массовая доля HCl в растворе: \( \omega(HCl) = 0.1 \) (или 10%)
Необходимо найти:
- Объем водорода (H₂), выделяющегося при реакции алюминия с HCl.
Что нам нужно сделать:
Найти массу HCl в растворе.
Массовая доля (или процентная концентрация) позволяет нам найти массу вещества в растворе по формуле: \[ m(HCl) = \omega(HCl) \cdot m_{p-раствора} \] Подставляем данные: \[ m(HCl) = 0.1 \cdot 140 \, \text{г} = 14 \, \text{г} \]Записать уравнение реакции.
Реакция алюминия с хлороводородом (HCl) выглядит следующим образом: \[ 2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2 \]Определить, сколько моль HCl у нас есть.
Для нахождения количества вещества (молей) HCl используем формулу: \[ n(HCl) = \frac{m(HCl)}{M(HCl)} \] где \( M(HCl) \) (молярная масса HCl) ≈ 36.5 г/моль. Подставляем: \[ n(HCl) = \frac{14 \, \text{г}}{36.5 \, \text{г/моль}} \approx 0.3836 \, \text{моль} \]Учитываем соотношение реакции.
В уравнении видно, что 6 моль HCl реагируют с 2 моль Al, а в результате образуется 3 моль H₂. Мы можем использовать это соотношение для нахождения количества H₂:- Для 6 моль HCl получается 3 моль H₂.
- Соответственно, 1 моль HCl дает \( \frac{3}{6} = 0.5 \) моль H₂.
Найдем количество молей H₂, которое может быть получено из имеющегося HCl. \[ n(H_2) = n(HCl) \cdot 0.5 \] Подставляем: \[ n(H_2) = 0.3836 \, \text{моль} \cdot 0.5 \approx 0.1918 \, \text{моль} \]
Теперь найдем объем водорода (H₂).
При нормальных условиях (НК) 1 моль газа занимает 22.4 л. Таким образом, объем H₂ можно найти по формуле: \[ V(H_2) = n(H_2) \cdot 22.4 \, \text{л/моль} \] Подставляем: \[ V(H_2) = 0.1918 \, \text{моль} \cdot 22.4 \, \text{л/моль} \approx 4.295 \, \text{л} \]
Ответ:
Таким образом, объем водорода \( V(H_2) \) равен примерно 4.3 литра.
