Question

Вычислите, какой объём водорода можно получить при растворении в избытке кислоты 1 кг алюминия?

Answer 1

1000 г            х л
2Al  + 6HCl = 3 H₂↑  + 2AlCl₃
2 моль         3 моль
27 г/моль     22,4 л/моль


М(Al) = 27 г/моль
V(H₂)  = (1 000 г * 22,4 л/моль * 3 моль) : (27 г/моль * 2 моль) = 12 44,44 л

Answer 2

Уравнение реакции между алюминием и кислотой можно записать следующим образом:

2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2

Это означает, что для каждых 2 моль алюминия необходимо 6 моль соляной кислоты, чтобы произвести 3 моль водорода.

Масса молярная алюминия равна 27 г/моль, поэтому 1 кг (или 1000 г) алюминия составляет:

1000 г / 27 г/моль = 37,04 моль Al

Из уравнения реакции видно, что для каждых 2 моль алюминия требуется 3 моль водорода. Таким образом, 37,04 моль Al потребуют:

(3 моль H2 / 2 моль Al) × 37,04 моль Al = 55,56 моль H2

Объем газа можно вычислить, используя уравнение состояния идеального газа:

V = nRT/P

где V - объем газа, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в кельвинах, P - давление.

Предположим, что реакция происходит при комнатной температуре (около 298 K) и атмосферном давлении (101,3 кПа). Тогда:

V = (55,56 моль) × (8,31 Дж/(моль·К) × 298 K) / (101,3 кПа) = 1330 л

Таким образом, при растворении 1 кг алюминия в избытке кислоты можно получить 55,56 моль водорода или 1330 л водородного газа при комнатной температуре и давлении.