Сколько объема водорода произведется при реакции 16,2 г алюминия с избытком раствора хлороводородной кислоты?

Чудесный_Король

27

Хорошо, рассмотрим данную задачу подробно.

Мы знаем, что реакцией между алюминием и хлороводородной кислотой образуется водородный газ. Наша задача состоит в определении объема водорода, который будет выделен при реакции.

Для начала, давайте установим реакционное уравнение для данной реакции:

\[
2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2
\]

Из уравнения видно, что каждые 2 молекулы алюминия реагируют с 6 молекулами хлороводородной кислоты, образуя 3 молекулы водорода.

Теперь мы можем перейти к решению задачи.

1. Найдем количество вещества алюминия, используя его молярную массу (26.98 г/моль) и данную массу (16.2 г):

\[
n(Al) = \frac{{m(Al)}}{{M(Al)}} = \frac{{16.2 \, \text{г}}}{{26.98 \, \text{г/моль}}}
\]

Рассчитав, получаем:

\[
n(Al) \approx 0.6004 \, \text{моль}
\]

2. Так как в химическом уравнении указано, что каждые 2 молекулы алюминия будут давать 3 молекулы водорода, мы можем установить соотношение между количеством водорода и алюминия:

\[
\frac{{n(H_2)}}{{n(Al)}} = \frac{3}{2}
\]

Теперь мы можем найти количество водорода:

\[
n(H_2) = \frac{3}{2} \times n(Al)
\]

\[
n(H_2) = \frac{3}{2} \times 0.6004 \, \text{моль}
\]

\[
n(H_2) \approx 0.9006 \, \text{моль}
\]

3. Наконец, найдем объем водорода при нормальных условиях (0°С, 1 атм):

Используем уравнение состояния идеального газа, где V - объем газа, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная (0.0821 л·атм/(моль·К)) и T - температура в Кельвинах:

\[
V = \frac{{n(RT)}}{{P}}
\]

Подставим значения и рассчитаем:

\[
V(H_2) = \frac{{0.9006 \, \text{моль} \times (0.0821 \, \text{л·атм/(моль·К)} \times 273 \, \text{К})}}{1 \, \text{атм}}
\]

\[
V(H_2) \approx 22.4 \, \text{л}
\]

Таким образом, при реакции 16.2 г алюминия с избытком раствора хлороводородной кислоты будет выделено примерно 22.4 литра водорода.