Давайте решать задачу шаг за шагом.
Шаг 1. Записываем реакцию между оксидом алюминия (Al₂O₃) и серной кислотой (H₂SO₄).
Химическая реакция:
[
\text{Al}_2\text{O}_3 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 + \text{H}_2\text{O}
]
Чтобы понять, сколько вещества соли получится, нужно определить соотношение реагирующих веществ по уравнению.
Сбалансируем реакцию:
Молярные массы:
- Al₂O₃: (2 \times 27 + 3 \times 16 = 102 \text{ г/моль})
- H₂SO₄: (2 \times 1 + 32 + 4 \times 16 = 98 \text{ г/моль})
- Al₂(SO₄)₃: (2 \times 27 + 3 \times (32 + 4 \times 16) = 2 \times 27 + 3 \times 96 = 54 + 288 = 342 \text{ г/моль})
Сбалансированное уравнение:
[
\text{Al}_2\text{O}_3 + 3 \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 + 3 \text{H}_2O
]
Шаг 2. Определяем, какое исходное количество реагентов.
Дано:
Поскольку мы уже знаем молярные массы:
Молярность H₂SO₄:
[
n_{H_2SO_4} = \frac{294,\text{г}}{98,\text{г/моль}} = 3,\text{моль}
]
Итак, по условию:
- Al₂O₃: 3 моль
- H₂SO₄: 3 моль
Шаг 3. Определяем, какое реагент ограничен.
Из уравнения видно, что 1 моль Al₂O₃ реагирует с 3 моль H₂SO₄.
Дано:
- Al₂O₃: 3 моль
- H₂SO₄: 3 моль
По условию реакции, для 3 моль Al₂O₃ нужно 9 моль H₂SO₄, но есть только 3 моль — этого мало!
Следовательно, ограничивающим реагентом является H₂SO₄, потому что его не хватает для полного реагирования с 3 моль Al₂O₃.
Шаг 4. Вычисляем количество соли (Al₂(SO₄)₃), образующейся при реакции.
Из уравнения реакции:
- 3 моль H₂SO₄ образуют 1 моль Al₂(SO₄)₃
Пропорция:
[
3, \text{моль H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 1, \text{моль Al}_2(\text{SO}_4)_3
]
Так как имеется 3 моль H₂SO₄, то по пропорции:
[
\text{Моль соли} = \frac{1}{3} \times 3, \text{моль} = 1, \text{моль}
]
Ответ: количество вещества соли — 1 моль.
Выбор варианта:
E) 1
Итог: при взаимодействии 3 моль оксида алюминия и 294 г серной кислоты получится 1 моль соли.
