сколько грамм 10% процентного раствора соляной кислоты вступит в реакцию с алюминием если при этом выделится 5-6 л водорода при нормальных условиях
Задача: определить, сколько грамм 10% раствора соляной кислоты вступит в реакцию с алюминием, если при этом выделится 5–6 л водорода (H2) при нормальных условиях.
Запишем реакцию 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 Из неё видно, что на 3 моль H2 приходится 6 моль HCl. То есть отношение H2 к HCl: 3 к 6 = 1 к 2.
Определяем количество молей водорода Гипотеза: нормальные условия (обычно принимают 20°C, 1 атм). Тогда молярный объем водорода Vm ≈ 24,0 л/моль.
- При 5 л H2: n(H2) = 5.0 / 24.0 ≈ 0.208 моль
- При 6 л H2: n(H2) = 6.0 / 24.0 ≈ 0.250 моль Итак, диапазон n(H2) ≈ 0.208–0.250 моль.
- Переводим в количество HCl Из стехиометрии: n(HCl) = 2 · n(H2).
- Для 5 л: n(HCl) ≈ 2 · 0.208 ≈ 0.416 моль
- Для 6 л: n(HCl) ≈ 2 · 0.250 ≈ 0.500 моль Итого n(HCl) ≈ 0.416–0.500 моль.
Масса чистой HCl, которая понадобится Молярная масса HCl ≈ 36.46 г/моль. m(HCl) = n · M ≈ (0.416–0.500) · 36.46 ≈ 15.2–18.2 г HCl.
Масса раствора 10% HCl Центральное определение: 10% по массе HCl означает 10 г HCl на 100 г раствора. Тогда масса раствора, необходимая для данной массы чистого HCl: m раствора = m(HCl) / 0.10 ≈ (152–182) г.
Ответ При нормальных условиях и выделении 5–6 л водорода потребуется примерно 0.152–0.182 кг (152–182 г) 10% раствора соляной кислоты.
Примечания
- Если под нормальными условиям подразумевают 0 °C и 1 атм (STP), Vm = 22.4 л/моль, диапазон будет чуть другим: примерно 0.163–0.195 кг раствора.
- В любом случае, результат следует приводить с указанием принятых условий (Vm).
