Номер 4, страница 44 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 6. Газовые законы. Глава 1. Повторение и углубление знаний - номер 4, страница 44.

Условие.

4. Рассчитайте объем водорода (н. у.), который выделится при растворении 13,5 г алюминия в кислоте.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(Al) = 13,5 \text{ г}$

Найти:

$V(H_2) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение химической реакции взаимодействия алюминия с кислотой. Алюминий, как активный металл, вытесняет водород из растворов кислот (например, из соляной кислоты HCl). Сначала составим схему реакции, а затем уравняем её:

$Al + HCl \rightarrow AlCl_3 + H_2$

Сбалансированное уравнение реакции выглядит следующим образом:

$2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2 \uparrow$

2. Найдём количество вещества (число молей) алюминия массой 13,5 г. Для этого воспользуемся формулой $n = \frac{m}{M}$, где $m$ - масса вещества, а $M$ - его молярная масса.

Молярная масса алюминия $M(Al)$ составляет приблизительно $27 \text{ г/моль}$.

$n(Al) = \frac{13,5 \text{ г}}{27 \text{ г/моль}} = 0,5 \text{ моль}$

3. Используя уравнение реакции, определим количество вещества водорода ($n(H_2)$), которое выделится. Из уравнения следует, что при реакции 2 моль алюминия выделяется 3 моль водорода. Составим пропорцию на основе стехиометрических коэффициентов:

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

Выразим из пропорции и рассчитаем количество вещества водорода:

$n(H_2) = \frac{3 \cdot n(Al)}{2} = \frac{3 \cdot 0,5 \text{ моль}}{2} = 0,75 \text{ моль}$

4. Рассчитаем объём водорода при нормальных условиях (н. у.). При н. у. молярный объём любого газа ($V_m$) равен 22,4 л/моль. Объём газа рассчитывается по формуле $V = n \cdot V_m$.

$V(H_2) = n(H_2) \cdot V_m = 0,75 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 16,8 \text{ л}$

Ответ: при растворении 13,5 г алюминия в кислоте выделится 16,8 л водорода (н. у.).