Для решения задачи сначала определим, сколько алюминия содержится в 18 г алюминиевой бронзы, а затем используем химическую реакцию, чтобы найти объем выделившегося водорода.
Шаг 1: Найдем массу алюминия
Массовая доля алюминия в сплаве составляет 60%. Это означает, что в 100 г сплава содержится 60 г алюминия. В 18 г сплава масса алюминия рассчитывается следующим образом:
[
\text{Масса алюминия} = \text{Масса сплава} \times \frac{\text{Массовая доля алюминия}}{100} = 18 , \text{г} \times \frac{60}{100} = 10.8 , \text{г}
]
Шаг 2: Запишем уравнение реакции
Алюминий реагирует с соляной кислотой (HCl) по следующему уравнению:
[
2 , \text{Al} + 6 , \text{HCl} \rightarrow 2 , \text{AlCl}_3 + 3 , \text{H}_2
]
Шаг 3: Найдем количество молей алюминия
Теперь нам нужно найти, сколько молей алюминия содержится в 10.8 г:
- Молярная масса алюминия (Al) составляет примерно 27 г/моль. Таким образом, количество молей алюминия можно найти по формуле:
[
\text{Количество молей Al} = \frac{\text{Масса Al}}{\text{Молярная масса Al}} = \frac{10.8 , \text{г}}{27 , \text{г/моль}} = 0.4 , \text{моль}
]
Шаг 4: Рассчитаем количество водорода
Согласно уравнению реакции, 2 моля алюминия выделяют 3 моля водорода (H₂). Таким образом, для 0.4 моль алюминия мы можем определить количество выделенного водорода:
- Для 2 моль Al выделяется 3 моль H₂.
- Значит, для 0.4 моль Al выделится:
[
\text{Количество молей H}_2 = 0.4 , \text{моль Al} \times \frac{3 , \text{моль H}_2}{2 , \text{моль Al}} = 0.6 , \text{моль H}_2
]
Шаг 5: Найдем объем водорода при н.у.
При нормальных условиях (н. у.) 1 моль газа занимает объем 22.4 литра. Теперь можем рассчитать объем выделившегося водорода:
[
\text{Объем H}_2 = 0.6 , \text{моль} \times 22.4 , \text{л/моль} = 13.44 , \text{л}
]
Ответ
Объем водорода, выделившегося при растворении 18 г алюминиевой бронзы в соляной кислоте, составляет 13.44 литра.
