Какую массу алюминия нужно взять для получения 5 литров водорода в реакции 2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2?

Химия 11 класс Реакции металлов с кислотами масса алюминия получение водорода реакция алюминия химия 11 класс Al H2SO4 расчеты в химии молекулярные реакции Новый

Для решения этой задачи нам необходимо использовать закон сохранения массы и стехиометрию реакции. Давайте разберем шаги, которые нужно выполнить.

Шаг 1: Найдем количество вещества водорода

Сначала определим, сколько молей водорода содержится в 5 литрах. Для этого воспользуемся формулой:

n = V / Vm

где:

• n - количество вещества (в молях),
• V - объем газа (в литрах),
• Vm - молярный объем газа при нормальных условиях (примерно 22,4 л/моль).

Подставляем значения:

n(H2) = 5 л / 22,4 л/моль ≈ 0,223 моль.

Шаг 2: Определим количество алюминия, необходимое для реакции

Согласно уравнению реакции:

2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2

Мы видим, что 2 моль алюминия реагируют с 3 молями серной кислоты, образуя 3 моля водорода. Таким образом, для получения 3 молей водорода требуется 2 моля алюминия.

Теперь найдем, сколько алюминия нужно для получения 0,223 моль водорода:

Сначала найдем, сколько моль алюминия нужно для 3 моль водорода:

2 моль Al / 3 моль H2 = x моль Al / 0,223 моль H2

Отсюда:

x = (2 * 0,223) / 3 ≈ 0,149 моль Al.

Шаг 3: Переведем количество алюминия в массу

Теперь мы знаем, что нам нужно 0,149 моль алюминия. Чтобы найти массу, используем формулу:

m = n * M

где:

• m - масса вещества (в граммах),
• n - количество вещества (в молях),
• M - молярная масса алюминия (примерно 27 г/моль).

Теперь подставим значения:

m(Al) = 0,149 моль * 27 г/моль ≈ 4,023 г.

Ответ:

Для получения 5 литров водорода в данной реакции необходимо взять примерно 4,02 грамма алюминия.