Чтобы решить задачу, начнем с определения объема водорода, который выделится при реакции алюминия с соляной кислотой.
Шаг 1: Определение массы алюминия в сплаве
Из условия задачи известно, что у нас есть 40,5 г алюминиевой бронзы, в которой содержание алюминия составляет 25%. Посчитаем массу алюминия в этом сплаве:
[
\text{масса алюминия} = \text{масса сплава} \times \frac{\text{массовая доля алюминия}}{100}
]
[
\text{масса алюминия} = 40,5 , \text{г} \times \frac{25}{100} = 10,125 , \text{г}
]
Шаг 2: Запись уравнения реакции
Алюминий реагирует с соляной кислотой по следующему уравнению:
[
2 , \text{Al} + 6 , \text{HCl} \rightarrow 2 , \text{AlCl}_3 + 3 , \text{H}_2
]
Из уравнения видно, что 2 молекулы алюминия (Al) выделяют 3 молекулы водорода (H₂). Теперь найдем, сколько молей алюминия содержится в 10,125 г.
Шаг 3: Вычисление количества молей алюминия
Молярная масса алюминия (Al) составляет примерно 27 г/моль. Теперь находим, сколько молей алюминия содержится в 10,125 г:
[
n(\text{Al}) = \frac{\text{масса алюминия}}{\text{молярная масса алюминия}} = \frac{10,125 , \text{г}}{27 , \text{г/моль}} \approx 0,375 , \text{моль}
]
Шаг 4: Применение стехиометрии
Из уравнения реакции видно, что 2 моль алюминия дают 3 моль водорода. Таким образом, соотношение между алюминием и водородом составляет:
[
\frac{3 , \text{моль H}_2}{2 , \text{моль Al}} = 1,5
]
То есть на 1 моль алюминия выделяется 1,5 моль водорода. Вычислим количество выделившегося водорода:
[
n(\text{H}_2) = n(\text{Al}) \times \frac{3}{2} = 0,375 , \text{моль} \times \frac{3}{2} = 0,5625 , \text{моль}
]
Шаг 5: Вычисление объема водорода
При нормальных условиях (н. у.) 1 моль газа занимает объем 22,4 л. Чтобы найти объем водорода, используем:
[
V = n(\text{H}_2) \times 22,4 , \text{л/моль} = 0,5625 , \text{моль} \times 22,4 , \text{л/моль} \approx 12,6 , \text{л}
]
Ответ
Объем водорода, выделившегося при растворении 40,5 г алюминиевой бронзы в соляной кислоте, составляет примерно 12,6 литров.
