Чтобы решить задачу, мы будем использовать закон сохранения массы и уравнение реакции. Находим объем кислорода, необходимый для реакции с алюминием для получения оксида алюминия (Al₂O₃) массой 369 г.
Шаг 1: Написание уравнения реакции
Реакция между алюминием (Al) и кислородом (O₂) для получения оксида алюминия записывается так:
\[ 4 \, Al + 3 \, O_2 \rightarrow 2 \, Al_2O_3 \]
Шаг 2: Определение молекулярной массы оксида алюминия
Находим молекулярную массу Al₂O₃:
- Молекулярная масса Al = 27 г/моль
- Молекулярная масса O = 16 г/моль
Молекулярная масса Al₂O₃: \[ M(Al_2O_3) = 2 \cdot 27 + 3 \cdot 16 = 54 + 48 = 102 \, \text{г/моль} \]
Шаг 3: Нахождение количества вещества Al₂O₃
Теперь найдем, сколько моль Al₂O₃ содержится в 369 г: \[ n(Al_2O_3) = \frac{m}{M} = \frac{369 \, \text{г}}{102 \, \text{г/моль}} \approx 3,62 \, \text{моль} \]
Шаг 4: Определение количества вещества кислорода
Согласно уравнению реакции, 2 моль Al₂O₃ образуются при взаимодействии 3 моль O₂. Найдем, сколько моль O₂ нужно для образования 3,62 моль Al₂O₃:
- Из уравнения видно, что на 2 моль Al₂O₃ требуется 3 моль O₂, значит:
\[ n(O_2) = 3,62 \, \text{моль} \cdot \frac{3 \, \text{моль} \, O_2}{2 \, \text{моль} \, Al_2O_3} = 5,43 \, \text{моль} \, O_2 \]
Шаг 5: Определение объема кислорода
При стандартных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает объем 22,4 литра. Найдем объем кислорода: \[ V(O_2) = n(O_2) \cdot 22,4 \, \text{л/моль} = 5,43 \, \text{моль} \cdot 22,4 \, \text{л/моль} \approx 121,03 \, \text{л} \]
Ответ
Объем кислорода, необходимый для реакции с алюминием для получения оксида алюминия массой 369 г, составляет примерно 121,03 литра.