Для решения задачи о том, какая масса оксида образуется при реакции алюминия с кислородом, мы сначала должны записать уравнение реакции:
4Al + 3O2 → 2Al2O3
Теперь давайте разберем шаги решения:
- Определим количество вещества алюминия (Al):
- Молярная масса алюминия (Al) составляет 27 г/моль.
- Количество вещества алюминия можно найти по формуле: n = m/M, где n - количество вещества, m - масса, M - молярная масса.
- Подставляем значения: n(Al) = 5,4 г / 27 г/моль = 0,2 моль.
- Определим количество вещества кислорода (O2):
- При нормальных условиях 1 моль газа занимает объем 22,4 л.
- Таким образом, количество вещества кислорода можно найти по формуле: n = V / Vm, где V - объем, Vm - молярный объем газа (22,4 л/моль).
- Подставляем значения: n(O2) = 4,48 л / 22,4 л/моль = 0,2 моль.
- Определим, какой из реагентов является лимитирующим:
- Согласно уравнению реакции, 4 моль Al реагируют с 3 моль O2.
- Для 0,2 моль Al необходимо: (3/4) * 0,2 моль O2 = 0,15 моль O2.
- У нас есть 0,2 моль O2, значит, Al является лимитирующим реагентом.
- Рассчитаем массу образующегося оксида (Al2O3):
- Согласно уравнению реакции, 4 моль Al дают 2 моль Al2O3.
- Следовательно, 0,2 моль Al образуют (2/4) * 0,2 моль Al2O3 = 0,1 моль Al2O3.
- Молярная масса Al2O3 составляет 2 * 27 г/моль + 3 * 16 г/моль = 54 г + 48 г = 102 г/моль.
- Теперь рассчитываем массу Al2O3: m = n * M = 0,1 моль * 102 г/моль = 10,2 г.
Таким образом, масса оксида, образующегося при реакции, составляет 10,2 г.