Question

1. Какой объем воздуха потребуется для сжигания алюминия, содержащего 10% примеси. Объемная доля кислорода в воздухе составляет 21% 2. Какой объем водорода выделится (нормальные условия), если растворить 5 г калия, содержащего 3% примеси в воде. Выход водорода составляет 90% от теоретически возможного.

Answer 1

1) для начала запишем реакцию горение алюминия:
2Al + 3O2 = 2Al2O3
масса нам не дано, возьмем 100 грамм. Где 10%, то есть 10 грамм примесь.
Получается у нас 90 грамм, переводим в моли, 90/27= 3.33 моля Al
По реакции на горение 2 молей уходит-------------------------3 моля кислорода
а на горение                  3.33 молей----------------------------х
 
отсюда х =5 молей
В воздухе доля кислорода 21%, тогда 
1 литр воздуха---------------100%
х литр- ---------------------21%  =  х = 0.21 литр,

нам нужно 5*22.4= 112 литров кислорода

1 литр------------------0.21
х литр-------------------112 = 533.3 литра воздуха

Answer 2

1. Для сжигания алюминия (Al) с примесью требуется кислород (O2). Сначала определим массу чистого алюминия в данном образце:

Масса алюминия = 10% от массы образца Масса образца = 100 г (предположим, что у нас есть 100 г образца)

Масса алюминия = 0,10 * 100 г = 10 г

Далее, используя уравнение реакции сгорания алюминия:

4Al + 3O2 → 2Al2O3

Мы видим, что 4 молекулы алюминия требуют 3 молекулы кислорода для полного сгорания. Таким образом, масса кислорода, необходимая для сгорания 10 г алюминия:

Масса кислорода = (10 г Al) * (3 моль O2 / 4 моль Al) * (32 г/моль) = 24 г

Теперь мы можем определить объем кислорода при нормальных условиях (0°C и 1 атмосферное давление), используя закон Бойля-Мариотта (V1/T1 = V2/T2):

Объем кислорода (V1) / Температура кислорода (T1) = Масса кислорода / Молярная масса кислорода

V1 / (273 К) = (24 г) / (32 г/моль)

V1 = (24 г) / (32 г/моль) * 273 К = 204,75 л

Таким образом, для сжигания 10 г алюминия потребуется примерно 204,75 литра кислорода при нормальных условиях.

2. Для вычисления объема водорода, выделенного при реакции с калием, сначала определим массу чистого калия:

Масса калия = 5 г * (1 - 0,03) = 5 г * 0,97 = 4,85 г

Теперь найдем количество молей калия:

Мольная масса калия (K) = 39,10 г/моль Количество молей калия = Масса калия / Мольная масса калия = 4,85 г / 39,10 г/моль = 0,124 моль

Реакция между калием и водой:

2K + 2H2O → 2KOH + H2

Коэффициент перед водородом в уравнении реакции равен 1, что означает, что каждый моль калия дает один моль водорода.

Таким образом, количество молей водорода, выделенного при реакции, равно 0,124 моль.

Теперь используем уравнение состояния идеального газа для вычисления объема водорода при нормальных условиях (0°C и 1 атмосферное давление):

PV = nRT

V = (nRT) / P

V = (0,124 моль) * (8,31 Дж/(моль·К) * 273 К) / (101,3 кПа) = 2,44 л

Таким образом, при нормальных условиях выделится примерно 2,44 литра водорода при растворении 5 г калия, с содержанием 3% примесей, при выходе водорода в 90% от теоретически возможного.