Какой объем водорода образуется при реакции 8,1 г алюминия с серной кислотой?

Таинственный_Лепрекон_5986

19

Для решения этой задачи нам необходимо определить стехиометрический коэффициент между алюминием и водородом в реакции, а затем использовать этот коэффициент для расчета объема водорода.

1. Сначала определим стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции между алюминием и серной кислотой. Уравнение реакции выглядит следующим образом:

\(2{\text{Al}} + 3{\text{H}}_2{\text{SO}}_4 \rightarrow{\text{Al}}_2({\text{SO}}_4)_3 + 3{\text{H}}_2\)

Коэффициенты перед веществами в уравнении показывают, в каких пропорциях они реагируют. В данном случае, 2 молекулы алюминия реагируют с 3 молекулами серной кислоты, образуя 3 молекулы водорода.

2. Далее, найдем молярную массу алюминия. Молярная масса алюминия равна 26,98 г/моль.

3. Вычислим количество молей алюминия, имея массу 8,1 г. Для этого разделим массу на молярную массу:

\(\frac{8,1 \,г}{26,98 \, г/моль} \approx 0,3 \, моль\)

4. Используя стехиометрический коэффициент, определим количество молей водорода, которое образуется при реакции. У нас имеется 0,3 моль алюминия, значит, будет образовано:

\(0,3 \, моль \times 3 \, моль/2 \, моль = 0,45 \, моль \, водорода\)

5. Наконец, с помощью уравнения состояния газа идеального газа PV = nRT, где P - давление, V - объем, n - количество молей идеального газа, R - универсальная газовая постоянная и T - температура, мы можем вычислить объем водорода.

Предположим, что реакция происходит при комнатной температуре и нормальном давлении. T = 298 К, R = 0,0821 л·атм/(моль·К) и P = 1 атм.

Тогда, используя уравнение состояния газа, вычисляем объем водорода:

\(V = \frac{nRT}{P} = \frac{0,45 \, моль \times 0,0821 \, л·атм/(моль·К) \times 298 \, К}{1 \, атм} \approx 10,53 \, л\)

Таким образом, при реакции 8,1 г алюминия с серной кислотой образуется приблизительно 10,53 л водорода.