Вычисли объём водорода (н. у.), выделившегося при растворении в соляной кислоте 40,5 г алюминиевой бронзы (сплав алюминия и меди), если массовая доля алюминия в сплаве составляет…

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.