Чтобы решить задачу, давайте разобьем её на шаги и разберёмся, что нам нужно сделать.
Шаг 1: Определим вещества
У нас есть элемент с зарядом ядра +13. Это означает, что этот элемент — алюминий (Al), так как у него атомный номер 13. Высшие оксиды алюминия — это Al₂O₃ (оксид алюминия).
Что нам дано:
- Образуется соль, масса которой равна 136,8 г.
- Мы должны определить массу оксида алюминия, вступившего в реакцию.
Шаг 2: Уравнение реакции
Когда алюминий реагирует с серной кислотой (черной кислотой), образуется сульфат алюминия.
Уравнение реакции можно записать следующим образом:
[ \text{Al}_2\text{O}_3 + 6 \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 2 \text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 + 3 \text{H}_2\text{O} ]
Шаг 3: Рассчитаем молекулярные массы
Шаг 4: Найдём количества реагентов
Так как в данной реакции 1 моль Al₂O₃ дает 2 моль Al₂(SO₄)₃:
- По уравнению реакции:
- 1 моль Al₂O₃ (102 г) дает 342 г Al₂(SO₄)₃
Шаг 5: Рассчитаем, сколько алюминия нужно для создания 136,8 г соли
Теперь нам нужно найти, сколько моль сульфата алюминия соответствует 136,8 г:
[
\text{Moles of } Al_2(SO_4)_3 = \frac{136.8, \text{g}}{342, \text{g/mol}} \approx 0.400, \text{mol}
]
Шаг 6: Найдём, сколько нужно оксида алюминия
Согласно уравнению:
1 моль Al₂O₃ дает 2 моль Al₂(SO₄)₃.
Следовательно, для 0.400 моль Al₂(SO₄)₃ потребуется:
[
\text{Needed moles of } Al_2O_3 = \frac{0.400, \text{mol}}{2} = 0.200, \text{mol}
]
Теперь находим массу Al₂O₃:
[
\text{Mass of } Al_2O_3 = 0.200, \text{mol} \times 102, \text{g/mol} = 20.4, \text{g}
]
Ответ
Масса оксида алюминия, вступившего в реакцию, составляет 20.4 г.