12 г алюминия вступило в реакцию с серной кислотой. Определите массу затраченной кислоты массу образоваашейся соли и объем выделяющегося аодорода

Для решения задачи нам необходимо использовать некоторые химические уравнения и законы стехиометрии. Рассмотрим реакцию между алюминием (Al) и серной кислотой (H₂SO₄).

Шаг 1: Написание уравнения реакции

Алюминий реагирует с серной кислотой с образованием сульфата алюминия (Al₂(SO₄)₃), водорода (H₂) и воды (H₂O). Реакция выглядит следующим образом:

\[ 2 \, \text{Al} + 6 \, \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 2 \, \text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 + 3 \, \text{H}_2 \]

Шаг 2: Определение молекулярных масс

• Молярная масса Al ≈ 27 г/моль
• Молярная масса H₂SO₄ ≈ 98 г/моль
• Молярная масса Al₂(SO₄)₃ ≈ 342 г/моль
• Молярная масса H₂ ≈ 2 г/моль

Шаг 3: Найдем количество вещества алюминия

Дано, что масса алюминия составляет 12 г. Найдем количество моль алюминия:

\[ n(\text{Al}) = \frac{m}{M} = \frac{12 \, \text{г}}{27 \, \text{г/моль}} \approx 0.444 \, \text{моль} \]

Шаг 4: Определим количество кислоты

Согласно уравнению реакции, 2 моля Al реагируют с 6 молями H₂SO₄. На 1 моль Al необходимо 3 моль H₂SO₄:

\[ n(\text{H}_2\text{SO}_4) = 3 \cdot n(\text{Al}) = 3 \cdot 0.444 \, \text{моль} \approx 1.332 \, \text{моль} \]

Теперь найдем массу серной кислоты:

\[ m(\text{H}_2\text{SO}_4) = n \cdot M = 1.332 \, \text{моль} \cdot 98 \, \text{г/моль} \approx 130.0 \, \text{г} \]

Шаг 5: Определим массу образовавшейся соли

Согласно уравнению реакции, 2 моль Al дают 1 моль Al₂(SO₄)₃. Следовательно, мы можем найти количество образовавшейся соли на основе количества алюминия:

\[ n(\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3) = \frac{1}{2} \cdot n(\text{Al}) = \frac{1}{2} \cdot 0.444 \, \text{моль} \approx 0.222 \, \text{моль} \]

Теперь определим массу образовавшейся соли:

\[ m(\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3) = n \cdot M = 0.222 \, \text{моль} \cdot 342 \, \text{г/моль} \approx 76.0 \, \text{г} \]

Шаг 6: Определим объем выделяющегося водорода

Согласно уравнению, 2 моль Al выделяют 3 моль водорода. Таким образом:

\[ n(\text{H}_2) = \frac{3}{2} \cdot n(\text{Al}) = \frac{3}{2} \cdot 0.444 \, \text{моль} \approx 0.666 \, \text{моль} \]

При стандартных условиях (нормальные условия, 0 °C и 1 атм), 1 моль газа занимает 22.4 л. Тогда:

\[ V(\text{H}_2) = n \cdot 22.4 \, \text{л} = 0.666 \, \text{моль} \cdot 22.4 \, \text{л/моль} \approx 14.9 \, \text{л} \]

Итоговые результаты:

• Масса затраченной серной кислоты: 130.0 г
• Масса образовавшейся соли (Al₂(SO₄)₃): 76.0 г
• Объем выделяющегося водорода: 14.9 л

Таким образом, мы выполнили все необходимые расчёты и определили массы и объемы, исходя из реакции алюминия с серной кислотой.