Номер 6, страница 112 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Подумайте, ответьте, выполните.... Параграф 24. Коррозия металлов и её предупреждение. Глава V. Электрохимические реакции - номер 6, страница 112.

Условие.

6. Вычислите, какое количество вещества хлорида алюминия образовалось при взаимодействии алюминия с соляной кислотой, если в результате реакции выделилось 89,6 л водорода (н. у.). Выход хлорида алюминия составляет 75 % от теоретически возможного.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Объем водорода $V(H_2) = 89,6$ л

Выход хлорида алюминия $\eta(AlCl_3) = 75\%$

Условия: нормальные (н. у.)

Молярный объем газа при н. у. $V_m = 22,4$ л/моль

Перевод в систему СИ:

$V(H_2) = 89,6 \text{ л} = 89,6 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3 = 0,0896 \text{ м}^3$

$\eta(AlCl_3) = 75\% = 0,75$ (безразмерная величина)

Найти:

$n_{практ.}(AlCl_3)$ — ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия алюминия с соляной кислотой и расставим коэффициенты:

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

2. Рассчитаем количество вещества выделившегося водорода ($H_2$). Поскольку газ находится при нормальных условиях, для расчета используем молярный объем газа $V_m = 22,4$ л/моль.

$n(H_2) = \frac{V(H_2)}{V_m} = \frac{89,6 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 4 \text{ моль}$

3. По уравнению реакции определим теоретически возможное количество вещества хлорида алюминия ($n_{теор.}(AlCl_3)$). Согласно уравнению, из 3 моль водорода образуется 2 моль хлорида алюминия. Составим пропорцию:

$\frac{n_{теор.}(AlCl_3)}{n(H_2)} = \frac{2}{3}$

Отсюда выразим теоретическое количество вещества хлорида алюминия:

$n_{теор.}(AlCl_3) = \frac{2}{3} \times n(H_2) = \frac{2}{3} \times 4 \text{ моль} = \frac{8}{3} \text{ моль}$

4. Вычислим практическое количество вещества хлорида алюминия ($n_{практ.}(AlCl_3)$), зная, что его выход ($\eta$) составляет 75% (или 0,75 в долях от единицы).

Формула для расчета практического выхода:

$\eta = \frac{n_{практ.}}{n_{теор.}}$

Следовательно, практическое количество вещества равно:

$n_{практ.}(AlCl_3) = n_{теор.}(AlCl_3) \times \eta = \frac{8}{3} \text{ моль} \times 0,75 = \frac{8}{3} \text{ моль} \times \frac{3}{4} = \frac{8 \times 3}{3 \times 4} \text{ моль} = 2 \text{ моль}$

Ответ: 2 моль.