Для решения этой задачи нам нужно выполнить несколько шагов, включая уравнение реакции, расчет вещества и массу.
Шаг 1: Составим уравнение реакции
Гидролиз карбида алюминия (Al₄C₃) можно представить следующим образом:
[ \text{Al}_4\text{C}_3 + 12 \text{H}_2\text{O} \rightarrow 4 \text{Al(OH)}_3 + 3 \text{CH}_4 ]
Шаг 2: Определим количество метана
Нам дан объем метана, образовавшегося в ходе реакции, равный 2,24 л. При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает объем 22,4 л. Для нахождения количества метана (n) используем формулу:
[ n = \frac{V}{V_m} ]
где:
- ( V ) — объем газа (2,24 л),
- ( V_m ) — молярный объем (22,4 л/моль).
Подставляем значения:
[ n = \frac{2,24 , \text{л}}{22,4 , \text{л/моль}} = 0,1 , \text{моль CH}_4 ]
Шаг 3: Используем стехиометрию реакции
Смотрим на уравнение реакции. Мы видим, что 1 моль карбида алюминия дает 4 моль гидроксида алюминия (Al(OH)₃) и 3 моль метана (CH₄). Поскольку у нас 0,1 моль метана, можем найти, сколько моль Al(OH)₃ образуется:
Используя соотношение:
[ 3 \text{моль CH}_4 \rightarrow 4 \text{моль Al(OH)}_3 ]
Следовательно:
[ 0,1 , \text{моль CH}_4 \rightarrow \frac{4}{3} \times 0,1 , \text{моль Al(OH)}_3 = \frac{4}{30} = 0,1333 , \text{моль Al(OH)}_3 ]
Шаг 4: Рассчитаем массу Al(OH)₃
Теперь, зная количество Al(OH)₃, можем определить его массу. Для этого нам нужно знать молярную массу Al(OH)₃:
- Молярная масса Al: 27 г/моль,
- Молярная масса O: 16 г/моль,
- Молярная масса H: 1 г/моль.
Таким образом:
[ M_{\text{Al(OH)}_3} = 27 + 3 \times 1 + 3 \times 16 = 27 + 3 + 48 = 78 , \text{г/моль} ]
Теперь мы можем вычислить массу Al(OH)₃:
[ m = n \times M = 0,1333 , \text{моль} \times 78 , \text{г/моль} ]
[ m = 10,4 , \text{г} ]
Ответ
Таким образом, масса образовавшегося гидроксида алюминия (Al(OH)₃) составляет 10,4 грамма.
