Давайте разберемся по шагам, как решить задачу.
Дано:
- Масса алюминия ( m_{Al} = 10,8, \text{г} )
- Объем водорода ( V_{H_2} = 10,08, \text{л} ) (н.у. – нормальные условия)
- Необходимо найти **выход продукта реакции (%)}.
Шаг 1: Записать химическую реакцию
Алюминий реагирует с щелочным раствором гидроксида калия (\text{KOH}), и по условию получается водород.
Общая реакция с гидроксидом калия при наличии избыточного раствора:
[
2Al + 6KOH + 6H_2O \rightarrow 2K_3Al(OH)_6 + 3H_2
]
или проще: атомы алюминия в реакции образуют водород (H_2).
Или можно записать в более обычной форме:
[
2Al + 6H_2O \rightarrow 2Al(OH)_3 + 3H_2
]
Но учитывая, что продукт – водород, а алюминий расходуется в соответствии со стехиометрией реакции — в любой случае, 2 моля алюминия дают 3 моля водорода.
Шаг 2: Найти число молей алюминия
Молярная масса алюминия:
[
M_{Al} = 27, \text{г/моль}
]
Масса алюминия:
[
m_{Al} = 10,8, \text{г}
]
Число молей:
[
n_{Al} = \frac{m_{Al}}{M_{Al}} = \frac{10,8}{27} = 0,4, \text{моля}
]
Шаг 3: Определить объем водорода по стехиометрии
Из реакции:
[
2, \text{моля Al} \rightarrow 3, \text{моля } H_2
]
Для 0,4 моля Al:
[
n_{H_2} = \frac{3}{2} \times 0,4 = 0,6, \text{моля}
]
Шаг 4: Определить теоретический объем водорода
Объем одного моля газа при н.у. равен 22,4 л.
Тогда объем водорода:
[
V_{H_2, теоретический} = n_{H_2} \times 22,4 = 0,6 \times 22,4 = 13,44, \text{л}
]
Шаг 5: Найти фактический объем водорода и вычислить выход реакции
Фактический объем водорода: 10,08 л.
Выход реакции (в %):
[
\text{Выход} = \frac{\text{фактический объем}}{\textоретический объем}} \times 100% = \frac{10,08}{13,44} \times 100% \approx 75%
]
Ответ:
Выход продукта реакции составляет примерно 75%.
