Рассмотрим задачу по шагам, чтобы понять, как определить массу алюминия, необходимую для реакции с соляной кислотой, если выделился 44,8 литров водорода при нормальных условиях.
Шаг 1: Записать химическую реакцию
Реакция алюминия с соляной кислотой:
[
2 \mathrm{Al} + 6 \mathrm{HCl} \rightarrow 2 \mathrm{AlCl}_3 + 3 \mathrm{H}_2
]
Из этой уравнировки видно, что:
- 2 моль Al реагируют с кислотой и образуют водород в количестве 3 моль.
Шаг 2: Связь между количеством водорода и реагирующих веществ
По уравнению видно, что:
[
2 \text{ моль Al} \leftrightarrow 3 \text{ моль } \mathrm{H}_2
]
Или, можно, записать соотношение:
на 3 моль водорода приходится 2 моль алюминия.
Шаг 3: Определить количество вещества водорода
При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает 22,4 литра.
Что означает:
[
\text{Количество веществ } \mathrm{H}_2 = \frac{\text{Объем } \mathrm{H}_2}{22,4 \text{ л}}
]
Подставляем:
[
n_{\mathrm{H}_2} = \frac{44,8 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 2, \text{моля}
]
Шаг 4: Определить количество алюминия
Из уравнения реакций:
[
\text{Моль алюминия} = \frac{2}{3} \times n_{\mathrm{H}_2}
]
Подставляем:
[
n_{\mathrm{Al}} = \frac{2}{3} \times 2 = \frac{4}{3} \approx 1,33 \text{ моль}
]
Шаг 5: Рассчитать массу алюминия
Молярная масса алюминия ( M_{Al} \approx 27 \text{ г/моль} ).
Итак:
[
m_{Al} = n_{Al} \times M_{Al} = 1,33 \times 27 \approx 36, \textг
]
Ответ:
Масса алюминия, необходимая для реакции, составляет приблизительно 36 г.
Если есть дополнительные вопросы или нужно более детально объяснить любой из шагов — спрашивайте!
