Реши задание на изображении
Решение химической задачи
Мне нужно составить краткий и понятный ответ о химической задаче, связанной с бромоводородной кислотой и алюминием. Задача требует определить объём водорода, полученного при добавлении избытка алюминия к раствору HBr с определённой массовой долей.
Сначала я запишу реакцию и отмечу, что HBr является лимитирующим реагентом. Затем выполню расчёты, чтобы найти количество вещества, стехиометрию образования водорода и необходимый электронный баланс. Я постараюсь изложить ответ кратко, сосредоточившись на ключевых этапах объяснения.
Составление ответа по химии
Мне нужно убедиться, что мой ответ соответствует специальным требованиям к форматированию, особенно что в конце есть отдельная последняя строка, если существует содержательный следующий шаг. Можно добавить предложение вроде «Попробуй решить похожую задачу...», уложившись в ограничение по количеству символов.
Я начну ответ сразу со слов «Ответ: V...», а затем приведу необходимые уравнения с изображения, в которых показана реакция избытка алюминия с бромоводородной кислотой. Я подчеркну окислительно-восстановительный баланс, правильно указав HBr как окислитель, а алюминий — как восстановитель.
Краткий ответ:
\[
\boxed{V(\mathrm{H_2})=5{,}6\ \text{л}}
\]
при н.у.
1. Уравнение реакции
Алюминий реагирует с бромоводородной кислотой:
\[ 2\mathrm{Al}+6\mathrm{HBr}\rightarrow 2\mathrm{AlBr_3}+3\mathrm{H_2}\uparrow \]
2. Электронный баланс
\[ \mathrm{Al^0}-3e^-\rightarrow \mathrm{Al^{+3}} \quad |\,2 \]
\[ 2\mathrm{H^+}+2e^-\rightarrow \mathrm{H_2^0} \quad |\,3 \]
Отдано и принято по \(6e^-\).
- \(\mathrm{Al}\) — восстановитель, так как окисляется.
- \(\mathrm{HBr}\) (точнее, ионы \(\mathrm{H^+}\)) — окислитель, так как водород восстанавливается до \(\mathrm{H_2}\).
3. Вычисления
Масса чистого HBr в растворе:
\[ m(\mathrm{HBr})=150\cdot 0{,}27=40{,}5\ \text{г} \]
Молярная масса:
\[ M(\mathrm{HBr})=1+80=81\ \text{г/моль} \]
Количество вещества HBr:
\[ n(\mathrm{HBr})=\frac{40{,}5}{81}=0{,}5\ \text{моль} \]
По уравнению реакции:
\[ n(\mathrm{H_2})=0{,}5\cdot\frac{3}{6}=0{,}25\ \text{моль} \]
При н.у. \(V_m=22{,}4\ \text{л/моль}\):
\[ V(\mathrm{H_2})=0{,}25\cdot22{,}4=5{,}6\ \text{л} \]
Проверка: алюминий взят в избытке, поэтому расчёт ведём по HBr — единственному ограничивающему реагенту.
