Question

Розрахуйте масу сульфатної кислоти, необхідної для повного розчинення алюміній оксиду масою 40,8г. Назвіть утворену сіль. Запропонуйте ще два способи добування цієї солі, напишіть відповідні рівняння реакцій.

Answer 1

Ответ:

Для розчинення 40,8 г алюміній оксиду потрібно 2 моля сульфатної кислоти (H2SO4), оскільки реакція відбувається за наступною рівнянням:

Al2O3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2O

Молярна маса Al2O3 = 101,96 г/моль

Молярна маса H2SO4 = 98,08 г/моль

Отже, необхідна маса сульфатної кислоти:

(40,8 г / 101,96 г/моль) x (2 моля H2SO4 / 1 моль Al2O3) x (98,08 г/моль) = 78,4 г H2SO4

Утворена сіль - алюміній сульфат (Al2(SO4)3).

Інші способи добування алюміній сульфату:

1. Реагування алюмінію з концентрованою сульфатною кислотою.

Al + H2SO4 → Al2(SO4)3 + H2↑

(але цей метод менш популярний через високий ризик взриву)

2. Реакція алюміній гідроксиду з сульфатною кислотою.

Al(OH)3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2O

3. Реакція алюміній металу з сульфатною кислотою в присутності каталізатора, такого як йод.

2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2↑

Answer 2

Для розрахунку маси сульфатної кислоти необхідно використати рівняння реакції повного розчинення алюміній оксиду.

Рівняння реакції для розчинення алюміній оксиду (Al2O3) у сульфатній кислоті (H2SO4): Al2O3 + 3H2SO4 -> Al2(SO4)3 + 3H2O

Згідно з рівнянням реакції видно, що для повного розчинення 1 молекули алюміній оксиду необхідно 3 молекули сульфатної кислоти. Тому, для розрахунку маси сульфатної кислоти необхідно виконати наступні кроки:

1. Визначте кількість речовини алюміній оксиду: n(Al2O3) = m(Al2O3) / M(Al2O3), де m(Al2O3) = 40,8 г (згідно з поставленим завданням) і M(Al2O3) = 101,96 г/моль. n(Al2O3) = 40,8 г / 101,96 г/моль ≈ 0,4 моль.

2. Використовуючи стехіометричні коефіцієнти з рівняння реакції, визначте кількість речовини сульфатної кислоти: n(H2SO4) = 3 * n(Al2O3) = 3 * 0,4 моль = 1,2 моль.

3. Визначте масу сульфатної кислоти: m(H2SO4) = n(H2SO4) * M(H2SO4), де M(H2SO4) = 98,09 г/моль - молярна маса сульфатної кислоти. m(H2SO4) = 1,2 моль * 98,09 г/моль ≈ 117,7 г.

Отже, маса сульфатної кислоти, необхідної для повного розчинення алюміній оксиду масою 40,8 г, становить близько 117,7 г.

Утворена сіль в цій реакції - сульфат алюмінію (Al2(SO4)3).

Щодо інших способів добування сульфату алюмінію, можна згадати: 1. Реакцію нейтралізації сильної кислоти (наприклад, H2SO4) з основою алюмінату (наприклад, NaOH). Рівняння реакції: NaOH + H2SO4 -> Na2SO4 + H2O + Al(OH)3 Після цього відбувається обмін іонами між сульфатом натрію (Na2SO4) і алюмінатом (Al(OH)3), утворюючи сульфат алюмінію (Al2(SO4)3).

2. Реакцію подвійного розкладу між сульфатом кальцію (CaSO4) і хлоридом алюмінію (AlCl3). Рівняння реакції: CaSO4 + 2AlCl3 -> CaCl2 + Al2(SO4)3 Під час цієї реакції сульфат кальцію (CaSO4) і хлорид алюмінію (AlCl3) обмінюються іонами, утворюючи сульфат алюмінію (Al2(SO4)3).