Question

Під час взаємодії алюмінію з сульфатною кислотою виділилося 12,5 л водню Яка маса алюмінію вступила у реакцію?

Answer 1

Запишемо збалансоване рівняння реакції:

2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2

За рівнянням реакції видно, що 2 моля алюмінію взаємодіють з 3 молями H2SO4, що продукують 3 моля водню.

Таким чином, щоб продукувати 1 моль водню необхідно взяти 2/3 моля алюмінію.

Об’єм водню, що виділений під час реакції — 12,5 л.

Оскільки об’єм водню безпосередньо пропорційний кількості молей, то можна записати:

12,5 л ÷ 22,4 л/моль ≈ 0,56 моль

Щоб вирішити задачу про масу алюмінію, необхідно поділити кількість молей водню на 2/3, щоб отримати кількість молей алюмінію:

0,56 моль / (2/3) ≈ 0,84 моль

Нарешті, маса алюмінію в грамах:

маса = кількість молей × молярна маса

маса = 0,84 моль × 26,98 г/моль

маса ≈ 22,67 г

Отже, маса алюмінію, що вступила в реакцію, дорівнює близько 22,67 г.

Answer 2

Для вирішення цього завдання, нам потрібно встановити відношення між об'ємом виділеного водню і масою алюмінію.

За даними в задачі, 12,5 л водню було виділено.

Молекулярна маса водню (H₂) дорівнює приблизно 2 г/моль.

Оскільки одна молекула водню (H₂) містить 2 атоми водню, відношення між молекулярною масою водню і кількістю виділеного водню дорівнює: 2 г/моль : 1 моль = 2 г/л : 1 л.

Таким чином, ми можемо встановити відношення між масою алюмінію і виділеним об'ємом водню.

Загалом, реакція алюмінію з сульфатною кислотою може бути записана так:

2Al + 3H₂SO₄ -> Al₂(SO₄)₃ + 3H₂

Захисна плівка оксиду алюмінію (Al₂O₃) утворюється на поверхні алюмінію, що запобігає подальшому реагуванню. Тому для розрахунку маси алюмінію, що вступило у реакцію, ми використовуємо лише кількість виділеного водню.

За відношенням 2 моль H₂ до 2 моль Al, отримуємо:

1 л H₂ : 2 г Al

12,5 л H₂ : x г Al

x = (12,5 л H₂ * 2 г Al) / 1 л H₂ x = 25 г Al

Таким чином, маса алюмінію, що вступило у реакцію, становить 25 г.