Номер 6, страница 78 - гдз по химии 11 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

6. Какой объём (н. у.) водорода выделится при реакции раствора гидроксида натрия с 216 г алюминия, содержащего 25 % оксида.

Дано:

Решение:

$2Al + 2NaOH + 6H_2O = 2Na[Al(OH)_4] + 3H_2\uparrow$

Дано:

$m(\text{смеси Al и } Al_2O_3) = 216 \text{ г}$

$\omega(Al_2O_3) = 25\% = 0.25$

Найти:

$V(H_2) - ?$

Решение:

1. Первым шагом определим массу чистого алюминия в образце. Общая масса образца составляет 216 г, и 25% из них приходится на оксид алюминия. Следовательно, доля чистого алюминия составляет $100\% - 25\% = 75\%$.

Масса чистого алюминия ($Al$):

$m(Al) = m(\text{смеси}) \cdot (1 - \omega(Al_2O_3)) = 216 \text{ г} \cdot (1 - 0.25) = 216 \text{ г} \cdot 0.75 = 162 \text{ г}$

2. Водород выделяется только в реакции металлического алюминия с раствором гидроксида натрия. Оксид алюминия также реагирует с щелочью, но без выделения водорода:

Реакция с выделением водорода:

$2Al + 2NaOH + 6H_2O \rightarrow 2Na[Al(OH)_4] + 3H_2\uparrow$

Реакция оксида алюминия:

$Al_2O_3 + 2NaOH + 3H_2O \rightarrow 2Na[Al(OH)_4]$

Поэтому для расчета объема водорода мы будем использовать только массу чистого алюминия.

3. Найдем количество вещества (моль) чистого алюминия. Молярная масса алюминия $M(Al) = 27 \text{ г/моль}$.

$n(Al) = \frac{m(Al)}{M(Al)} = \frac{162 \text{ г}}{27 \text{ г/моль}} = 6 \text{ моль}$

4. По уравнению реакции определим количество вещества водорода, которое выделится. Из уравнения видно, что из 2 моль алюминия образуется 3 моль водорода.

Составим пропорцию:

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

$n(H_2) = \frac{3}{2} \cdot n(Al) = \frac{3}{2} \cdot 6 \text{ моль} = 9 \text{ моль}$

5. Наконец, рассчитаем объем водорода при нормальных условиях (н. у.). Молярный объем газа при н. у. составляет $V_m = 22.4 \text{ л/моль}$.

$V(H_2) = n(H_2) \cdot V_m = 9 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 201.6 \text{ л}$

Ответ: объем выделившегося водорода составляет 201.6 л.