5 Вычислите объем газа водорода, который выделится при взаимодействии алюминия с 250 г 35% раствором соляной кислоты.
Для решения задачи по вычислению объема водорода, выделяющегося при взаимодействии алюминия с соляной кислотой, нужно использовать химическую реакцию и выполнить несколько расчетов.
Шаг 1. Записать химическую реакцию
Реакция алюминия (Al) с соляной кислотой (HCl):
\[ 2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2 \]
Из уравнения видно, что 2 молекулы Al реагируют с 6 молекулами HCl, выделяя 3 молекулы H₂.
Шаг 2. Определить мольное отношение
- 2 моля Al → 3 моля H₂
- Следовательно, 1 моль Al → 1.5 моль H₂
Шаг 3. Найти количество HCl в 250 г раствора
Дано:
- Масса раствора = 250 г
- Концентрация кислоты = 35% (по массе)
Масса чистой соляной кислоты: \[ m_{HCl} = 250\,г \times 0.35 = 87.5\,г \]
Молярная масса HCl: \[ M_{HCl} = 36.46\,г/моль \]
Количество молей HCl: \[ n_{HCl} = \frac{87.5}{36.46} \approx 2.4\,моль \]
Шаг 4. Определить, сколько алюминия участвует
Количество HCl — 2.4 моль, согласно уравнению реакции, максимально возможное количество Al:
Молярное соотношение: \[ 6\,мол HCl \rightarrow 2\,мол Al \] или \[ 1\,мол Al \rightarrow 3\,мол HCl \]
Количество алюминия: \[ n_{Al} = \frac{2.4}{3} = 0.8\,моль \]
Шаг 5. Проверить, есть ли лишний алюминий или кислота
Вес алюминия из 0.8 моль: \[ m_{Al} = 0.8 \times 26.98\,г/моль \approx 21.58\,г \]
Поскольку у нас есть 250 г раствора, а масса алюминия значительно меньше, алюминий полностью реагирует.
Шаг 6. Вычислить объем водорода
Из уравнения: \[ 2\,мол Al \rightarrow 3\,мол H_2 \]
Объем одного моля газа при стандартных условиях (стандартное состояние) — примерно 22.4 л.
Количество водорода: \[ n_{H_2} = 1.5 \times n_{Al} = 1.5 \times 0.8 = 1.2\,моль \]
Объем H₂: \[ V_{H_2} = 1.2 \times 22.4\,л \approx 26.9\,л \]
Ответ: Объем водорода, выделившегося при реакции, составляет примерно 27 литров.
Если что-то неясно или нужны более подробные объяснения — обращайтесь!
