Вопрос школьника
Какой объем водорода (н.у.) образуется при взаимодействии соляной кислоты с 540 мг алюминия, содержащего 40% примесей? Какое количество вещества соли при этом получится?
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать химическое уравнение реакции между соляной кислотой и алюминием:
2HCl + 2Al → 2AlCl3 + 3H2
Из уравнения видно, что на каждые 2 моля соляной кислоты (HCl) образуется 3 моля водорода (H2) и 1 моль соли алюминия (AlCl3).
Переведем массу алюминия в количество вещества, используя молярную массу алюминия:
m(Al) = 540 мг
M(Al) = 27 г/моль
n(Al) = m(Al) / M(Al) = 0.02 моль
Так как алюминий содержит 40% примесей, то количество вещества чистого алюминия будет:
n(Al) * (1 — 0.4) = 0.02 * 0.6 = 0.012 моль
Теперь можно рассчитать количество водорода, которое образуется при реакции:
n(H2) = 3/2 * n(Al) = 0.018 моль
Для перевода количества вещества в объем водорода (н.у.) воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
V = n * Vm
где Vm — молярный объем газа при нормальных условиях (22.4 л/моль).
V(H2) = n(H2) * Vm = 0.018 моль * 22.4 л/моль = 0.4032 л = 403.2 мл
Таким образом, при взаимодействии соляной кислоты с 540 мг алюминия, содержащего 40% примесей, образуется 0.018 моль водорода (н.у.), что соответствует объему 403.2 мл. Количество вещества соли алюминия (AlCl3) будет равно 0.012 моль.
