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 25%.
Для решения задачи нужно воспользоваться химическими принципами, чтобы определить количество водорода, выделяющегося в результате реакции алюминия с соляной кислотой.
1. **Обозначим данные задачи:**
- Масса алюминиевой бронзы (сплав) = 40,5 г.
- Массовая доля алюминия в сплаве = 25%.
2. **Найдем массу алюминия в сплаве:**
Чтобы получить массу алюминия, умножим массу сплава на массовую долю алюминия:
\[
m(Al) = 40,5 \, \text{г} \times 0,25 = 10,125 \, \text{г}.
\]
3. **Уравнение реакции:**
Реакция алюминия с соляной кислотой (HCl) можно записать следующим образом:
\[
2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2.
\]
Из уравнения видно, что на 2 моля алюминия выделяется 3 моля водорода.
4. **Найдем количество молей алюминия:**
Для этого воспользуемся формулой:
\[
n = \frac{m}{M},
\]
где \( n \) — количество молей, \( m \) — масса, \( M \) — молярная масса алюминия. Молярная масса алюминия \( M(Al) = 27 \, \text{г/моль} \):
\[
n(Al) = \frac{10,125 \, \text{г}}{27 \, \text{г/моль}} \approx 0,375 \, \text{моль}.
\]
5. **Найдём количество молей водорода:**
Из уравнения реакции видно, что на 2 моля Al выделяется 3 моля H2. Рассчитаем, сколько молей водорода выделится из 0,375 молей алюминия:
\[
n(H_2) = n(Al) \times \frac{3}{2} = 0,375 \times \frac{3}{2} = 0,5625 \, \text{моль}.
\]
6. **Найдем объем водорода (н. у.) при нормальных условиях:**
При нормальных условиях (н. у.) 1 моль газа занимает 22,4 литра. Следовательно, объем водорода можно найти по формуле:
\[
V(H_2) = n(H_2) \times 22,4 \, \text{л/моль}.
\]
Подставляем значения:
\[
V(H_2) = 0,5625 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} \approx 12,6 \, \text{л}.
\]
Таким образом, объём водорода, выделившегося при растворении в соляной кислоте 40,5 г алюминиевой бронзы, составляет примерно 12,6 литра.