Для того чтобы решить задачу, нам нужно использовать уравнение реакции между алюминием (Al) и кислородом (O₂), которое приводит к образованию оксида алюминия (Al₂O₃). Уравнение реакции выглядит следующим образом:
[ 4 , \text{Al} + 3 , \text{O}_2 \rightarrow 2 , \text{Al}_2\text{O}_3 ]
Теперь давайте разберем задачу шаг за шагом:
Шаг 1: Определение молекулярной массы оксида алюминия (Al₂O₃)
Молекулярная масса Al₂O₃ вычисляется следующим образом:
- Алюминий (Al): 1 атом = 27 г/моль
- Кислород (O): 1 атом = 16 г/моль
Для Al₂O₃:
[ \text{Масса Al}_2\text{O}_3 = (2 \times 27) + (3 \times 16) = 54 + 48 = 102 , \text{г/моль} ]
Шаг 2: Вычисление количества моль Al₂O₃ в 369 г
Теперь найдем, сколько моль Al₂O₃ содержится в 369 г:
[
n(\text{Al}_2\text{O}_3) = \frac{m}{M} = \frac{369 , \text{г}}{102 , \text{г/моль}} \approx 3.6157 , \text{моль}
]
Шаг 3: Использование стехиометрии для нахождения необходимых моль O₂
Согласно уравнению реакции, на 2 моля Al₂O₃ требуется 3 моль O₂. Теперь можно найти количество моль кислорода, который необходим для реакции:
[
n(\text{O}_2) = n(\text{Al}_2\text{O}_3) \times \frac{3 , \text{моль O}_2}{2 , \text{моль Al}_2\text{O}_3}
]
Подставим значение:
[
n(\text{O}_2) \approx 3.6157 \times \frac{3}{2} = 5.4235 , \text{моль O}_2
]
Шаг 4: Перевод моль O₂ в объем
Для нахождения объема кислорода в газовом состоянии при нормальных условиях (н.у.), используем закон Авогадро: 1 моль газа занимает 22.4 литра.
Теперь вычислим объем:
[
V(\text{O}_2) = n(\text{O}_2) \times 22.4 , \text{л/моль}
]
Подставим значение:
[
V(\text{O}_2) = 5.4235 \times 22.4 \approx 121.4 , \text{л}
]
Ответ
Таким образом, для реакции с алюминием, чтобы получить оксид алюминия массой 369 г, потребуется примерно 121.4 литра кислорода.
