Определите массу (г) хлорида алюминия, полученного при взаимодействии алюминия массой 21,6 г и хлора объемом 30 дм³ (н. у.).

Для решения задачи нужно знать уравнение реакции взаимодействия алюминия и хлора.

2Al + 3Cl₂ -> 2AlCl₃

Из данного уравнения видно, что 2 моль алюминия реагируют с 3 молями хлора для образования 2 моль хлорида алюминия.

Найдем количество вещества алюминия и хлора, используя их молярные массы. Молярная масса алюминия (Al) равна 26,98 г/моль. Молярная масса хлора (Cl₂) равна 70,91 г/моль.

Масса алюминия (m₁) равна 21,6 г, и его количество вещества (n₁) можно вычислить по формуле:

n₁ = m₁ / M₁ n₁ = 21,6 г / 26,98 г/моль n₁ ≈ 0,801 моль

Объем хлора (V₂) равен 30 дм³, что при нормальных условиях (н. у.) соответствует 30 л. Используем формулу для вычисления количества вещества хлора (n₂):

n₂ = V₂ / Vм n₂ = 30 л / 22,4 л/моль n₂ ≈ 1,34 моль

Согласно уравнению реакции, для образования 2 моль хлорида алюминия требуется 2 моль алюминия и 3 моля хлора.

Таким образом, в реакции используется количество хлора, меньшее, чем необходимо для полного превращения всего алюминия. Поэтому хлор является ограничивающим реагентом.

Для вычисления массы хлорида алюминия (m) используем соотношение между количеством вещества алюминия и хлорида алюминия:

n₁ : n₂ = 2 : 2 0,801 моль : x моль = 2 : 2

x = 0,801 моль

Масса хлорида алюминия (m) рассчитывается по формуле:

m = n₂ * M₂ m = 0,801 моль * 133,34 г/моль m ≈ 107,09 г

Таким образом, масса хлорида алюминия, полученного при данной реакции, составляет около 107,09 г.