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.
