Чтобы вычислить количество вещества кислорода, необходимое для реакции с алюминием с целью получения оксида алюминия массой 92 г, нужно следовать нескольким шагам. Начнем с уравнения реакции между алюминием (Al) и кислородом (O₂).
1. Запишем уравнение реакции
Реакция между алюминием и кислородом приводит к образованию оксида алюминия (Al₂O₃):
\[ 4 \, \text{Al} + 3 \, \text{O}_2 \rightarrow 2 \, \text{Al}_2\text{O}_3 \]
2. Определим молекулярную массу Al₂O₃
Чтобы вычислить количество вещества, нам необходимо знать молекулярную массу оксида алюминия (Al₂O₃).
- Молярная масса Al (алюминий) = 27 г/моль
- Молярная масса O (кислород) = 16 г/моль
Теперь найдём молярную массу Al₂O₃:
\[ \text{Молярная масса Al}_2\text{O}_3 = (2 \times 27) + (3 \times 16) = 54 + 48 = 102 \, \text{г/моль} \]
3. Найдем количество вещества Al₂O₃
Теперь, зная массу оксида алюминия, мы можем найти количество вещества (в молях):
\[ n = \frac{m}{M} \]
где:
- \( n \) — количество вещества (моли)
- \( m \) — масса (г), в данном случае 92 г
- \( M \) — молярная масса (г/моль), в данном случае 102 г/моль
Подставим значения в формулу:
\[ n = \frac{92 \, \text{г}}{102 \, \text{г/моль}} \approx 0.90196 \, \text{моль} \]
4. Соотношение между веществами
Из уравнения реакции видно, что для 2 моль Al₂O₃ требуется 3 моль O₂. Таким образом, соотношение между Al₂O₃ и O₂:
\[ \frac{3 \, \text{моль O}_2}{2 \, \text{моль Al}_2\text{O}_3} \]
Теперь найдем количество вещества кислорода, необходимое для реакции с получением 0.90196 моль Al₂O₃.
5. Найдем количество вещества кислорода
Используем соотношение:
\[ n_{\text{O}_2} = n_{\text{Al}_2\text{O}_3} \times \frac{3 \, \text{моль O}_2}{2 \, \text{моль Al}_2\text{O}_3} \]
Подставляем найденное количество Al₂O₃:
\[ n_{\text{O}_2} = 0.90196 \times \frac{3}{2} \approx 1.35294 \, \text{моль} \]
6. Подсчитаем массу кислорода
Теперь, чтобы найти массу кислорода, используем формулу:
\[ m = n \times M \]
где:
- \( M \) — молярная масса кислорода = 32 г/моль (так как O₂ состоит из двух атомов кислорода)
Теперь подставим значения:
\[ m_{\text{O}_2} = 1.35294 \, \text{моль} \times 32 \, \text{г/моль} \approx 43.999 \, \text{г} \]
Округляя, мы получаем, что для реакции с 92 г оксида алюминия потребуется примерно 44 г кислорода.
Ответ
Необходимое количество вещества кислорода для реакции с алюминием для получения 92 г оксида алюминия составляет примерно 1.35 моль или 44 г.