Обчисліть масу алюмінію, який вступив в реакцію з сульфатною кислотою, якщо в результаті реакції виділився водень об’ємом 336 л (н.у.).
Наведіть скорочений запис умови розв'язання та відповідь.

Відповідь:

Запис умови розв'язання:

Al + H2SO4 → Al2(SO4)3 + H2

Об'єм водню, що виділився: V = 336 л (н.у.)

Молярний об'єм газів за стандартних умов: Vm = 22.4 л/моль

Коефіцієнт пропорційності між об'ємом газів та кількістю речовини: n/Vm = 1/22.4 моль/л

За рівнянням реакції видно, що одна моль алюмінію вступає в реакцію з три молями сульфатної кислоти і виділяється один моль водню. Таким чином, для виділення 336 л (н.у.) водню, потрібно використати 336/22.4 = 15 моль водню.

Оскільки на кожні 2 молі сульфатної кислоти вступає один моль алюмінію, то для вступу в реакцію з 15 молями водню, потрібно 15/2 = 7.5 моль сульфатної кислоти.

Маса алюмінію, який вступив в реакцію, може бути обчислена за його молярною масою та кількістю використаної речовини:

n(Al) = n(H2SO4) / 2 = 7.5 / 2 = 3.75 моль

Молярна маса алюмінію: M(Al) = 26.98 г/моль

m(Al) = n(Al) * M(Al) = 3.75 * 26.98 = 101.175 г

Пояснення:

Даний приклад вирішується згідно з уравненням реакції між алюмінієм та сульфатною кислотою:

2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2

З уравнення видно, що для реакції з 2 молями алюмінію необхідні 3 моля сульфатної кислоти. Отже, кількість молей алюмінію, яка взяла участь у реакції, дорівнює половині кількості молей водню, що виділився:

n(Al) = 1/2 * (336 л / 22.4 л/моль) = 7.5 моль

Масу алюмінію, який взяв участь у реакції, можна визначити, знаючи його кількість молей та молярну масу:

m(Al) = n(Al) * M(Al) = 7.5 моль * 26.98 г/моль = 202.35 г

Отже, маса алюмінію, який взяв участь у реакції з сульфатною кислотою, дорівнює 202.35 г.

Відповідь: 202.35 г.