Для решения данной задачи необходимо пройти через несколько шагов, чтобы понять, какие реакции происходят и как они связаны друг с другом.
Шаг 1: Реакция алюминия с серой
Алюминий (Al) реагирует с серой (S) образуя сульфид алюминия (Al₂S₃) по следующему уравнению:
[ 4Al + 3S \rightarrow 2Al₂S₃ ]
Шаг 2: Определение количества алюминия
Дано 2,16 г алюминия. Сначала найдем количество молей алюминия:
- Молярная масса алюминия (Al) составляет примерно 27 г/моль.
[ n(Al) = \frac{m}{M} = \frac{2,16 \text{ г}}{27 \text{ г/моль}} \approx 0,08 \text{ моль} ]
Шаг 3: Реакция с серной кислотой
Сульфид алюминия, полученный в первой реакции, будет реагировать с серной кислотой (H₂SO₄), образуя сульфат алюминия (Al₂(SO₄)₃) и выделяя газ, который скорее всего является сероводородом (H₂S):
[ Al₂S₃ + 6H₂SO₄ \rightarrow 2Al₂(SO₄)₃ + 3H₂S ]
Заметим, что для реакции с серной кислотой нам необходимо знать, сколько моль сульфида алюминия у нас получится, и каковы соответствующие реакции.
Шаг 4: Количество алюминия, которое нужно для реакции
Из уравнения выше видно, что 4 моль алюминия реагирует с 3 моль серы, то есть для 0,08 моля алюминия нам нужно:
[ \text{Сульфид алюминия} : n(Al₂S₃) = \frac{0,08}{4} \cdot 2 = 0,04 \text{ моль} ]
Шаг 5: Образование сульфата алюминия
Теперь мы можем рассчитать, сколько сульфата алюминия образуется. Из предыдущей реакции мы видим, что:
[ n(Al₂(SO₄)₃) = \frac{0,04}{2} = 0,02 \text{ моль} ]
Шаг 6: Масса сульфата алюминия
Теперь найдем массу образовавшегося сульфата алюминия. Молярная масса сульфата алюминия (Al₂(SO₄)₃) составляет:
- Al: 2 × 27 = 54 г/моль
- S: 3 × 32 = 96 г/моль
- O: 12 × 16 = 192 г/моль
Итак:
[ M(Al₂(SO₄)₃) = 54 + 96 + 192 = 342 \text{ г/моль} ]
Теперь найдем массу:
[ m(Al₂(SO₄)₃) = n \cdot M = 0,02 \text{ моль} \times 342 \text{ г/моль} = 6,84 , \text{г} ]
Шаг 7: Округление ответа
Округляем полученное значение до целых:
[ m \approx 7 \text{ г} ]
Ответ
Таким образом, масса образовавшегося осадка составляет 7 граммов.
