Чтобы решить задачу, давайте начнем с уравнения реакции между алюминием и хлором.
Шаг 1: Запишем уравнение реакции.
Алюминий (Al) реагирует с хлором (Cl₂) с образованием хлорида алюминия (AlCl₃). Уравнение реакции будет:
[
2 Al + 3 Cl_2 \rightarrow 2 AlCl_3
]
Шаг 2: Найдем моль хлора.
Объем хлора в нормальных условиях (н. у.) равен 6,72 л. Мы можем использовать формулу для вычисления количества молей газа в нормальных условиях:
[
n = \frac{V}{V_m}
]
где:
- ( n ) — количество молей,
- ( V ) — объем газа (в литрах),
- ( V_m ) — молярный объем газа (в нормальных условиях ( V_m \approx 22.4 , \text{л/моль} )).
Подставим значения:
[
n_{Cl_2} = \frac{6.72 , \text{л}}{22.4 , \text{л/моль}} \approx 0.3 , \text{моль}
]
Шаг 3: Рассчитаем количество молей алюминия, необходимое для реакции.
Согласно уравнению реакции, для того чтобы среагировать с 3 моль хлора, требуется 2 моль алюминия. Следовательно, отношение молей Al к Cl₂:
[
\frac{2 , \text{моль Al}}{3 , \text{моль Cl}2} = \frac{n{Al}}{n_{Cl_2}}
]
Таким образом, найдем количество молей алюминия:
[
n_{Al} = n_{Cl_2} \cdot \frac{2}{3} = 0.3 , \text{моль} \cdot \frac{2}{3} = 0.2 , \text{моль}
]
Шаг 4: Найдем массу хлорида алюминия.
Из уравнения реакции видно, что 2 моль AlCl₃ образуются из 2 молей Al. Таким образом, количество молей AlCl₃, которое должно образоваться, равно количеству молей Al:
[
n_{AlCl_3} = n_{Al} = 0.2 , \text{моль}
]
Теперь найдем массу AlCl₃. Молярная масса хлорида алюминия (AlCl₃) рассчитывается как:
- Молярная масса Al = 27 г/моль
- Молярная масса Cl = 35.5 г/моль
Молярная масса AlCl₃ составляет:
[
M_{AlCl_3} = 27 + 3 \times 35.5 = 27 + 106.5 = 133.5 , \text{г/моль}
]
Масса AlCl₃, которая могла бы образоваться, составляет:
[
m_{AlCl_3} = n_{AlCl_3} \cdot M_{AlCl_3} = 0.2 , \text{моль} \cdot 133.5 , \text{г/моль} = 26.7 , \text{г}
]
Шаг 5: Учитываем выход реакции.
Поскольку выход реакции составляет 50%, итоговая масса AlCl₃ будет:
[
m_{\text{реакция}} = 26.7 , \text{г} \cdot 0.5 = 13.35 , \text{г}
]
Ответ:
Масса хлорида алюминия, образующегося при взаимодействии, составляет 13.35 г.
