Какой объем водорода и хлора требуется для приготовления 0,5 л двух-молярного раствора соляной кислоты? Определите

Магия_Леса

26

Для решения задачи нам понадобится уравнение реакции между алюминием и соляной кислотой:

\[\text{Al} + 3\text{HCl} \rightarrow \text{AlCl}_3 + \text{H}_2\]

Из данного уравнения можно заключить, что моль алюминия растворяется в трех молях соляной кислоты и образуется одна моль водорода.

Для начала рассчитаем, сколько молей соляной кислоты нужно для приготовления 0,5 л двух-молярного раствора. Молярность (также известная как концентрация) определяется как количество молей растворенного вещества, деленное на объем раствора в литрах. По определению, двух-молярный раствор содержит две моля растворенного вещества в одном литре раствора.

Таким образом, объем соляной кислоты (в литрах), необходимый для приготовления 0,5 л двух-молярного раствора соляной кислоты, составит:

\[
\text{объем кислоты} = \text{молярность} \times \text{объем раствора}
\]

\[
\text{объем кислоты} = 2 \, \text{моль} \times 0,5 \, \text{л} = 1 \, \text{моль}
\]

Теперь нам нужно рассчитать, сколько молей водорода и хлора присутствует в одной моли соляной кислоты. Реакция между соляной кислотой и водородом происходит по уравнению:

\[2\text{HCl} \rightarrow \text{H}_2 + \text{Cl}_2\]

Очевидно, что в одной моли соляной кислоты образуется одна моль водорода.

Таким образом, для приготовления одной моли двух-молярного раствора соляной кислоты нам понадобится:

\[
1 \, \text{моль} \text{ H}_2
\]
\[
1 \, \text{моль} \text{ HCl}
\]

Теперь мы можем приступить к расчету молей алюминия, которые можно растворить в данной кислоте. Мольная масса алюминия равна 27 г/моль (это можно найти в таблице мольных масс элементов).

Чтобы рассчитать массу алюминия, которую можно растворить в одной моли соляной кислоты, нам необходимо знать соотношение между числом молей алюминия и числом молей соляной кислоты в уравнении реакции.

Из уравнения реакции:

\[
\text{Al} + 3\text{HCl} \rightarrow \text{AlCl}_3 + \text{H}_2
\]

видно, что требуется одна моль алюминия для реакции с тремя молями соляной кислоты. То есть, соотношение молей алюминия к молям соляной кислоты равно 1:3.

Теперь мы можем рассчитать массу алюминия, которую можно растворить в одной моли соляной кислоты:

\[
\text{масса алюминия} = \text{мольная масса алюминия} \times \text{число молей алюминия}
\]
\[
\text{масса алюминия} = 27 \, \text{г/моль} \times 1/3 \, \text{моль} = 9 \, \text{г}
\]

Таким образом, масса алюминия, которую можно растворить в двух-молярном растворе соляной кислоты объемом 0,5 л, составляет 9 г.