Страница 170 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян

Дано:

$m_{смеси}(Al) = 540 \text{ мг}$

$\omega_{примесей} = 4\%$

$m_{смеси}(Al) = 540 \text{ мг} = 0.54 \text{ г}$

$\omega_{примесей} = 4\% = 0.04$

Найти:

$V(H_2)$ - ?

$n(\text{соли})$ - ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия алюминия с соляной кислотой. Предполагается, что примеси инертны и в реакцию не вступают. В результате реакции замещения образуется соль, хлорид алюминия ($AlCl_3$), и выделяется водород ($H_2$).

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

2. Рассчитаем массу чистого алюминия в образце. Сначала найдем его массовую долю:

$\omega(Al) = 100\% - \omega_{примесей} = 100\% - 4\% = 96\% \text{, или } 0.96$.

Теперь найдем массу чистого алюминия:

$m(Al) = m_{смеси}(Al) \times \omega(Al) = 0.54 \text{ г} \times 0.96 = 0.5184 \text{ г}$.

3. Вычислим количество вещества алюминия, вступившего в реакцию. Молярная масса алюминия $M(Al) = 27 \text{ г/моль}$.

$n(Al) = \frac{m(Al)}{M(Al)} = \frac{0.5184 \text{ г}}{27 \text{ г/моль}} = 0.0192 \text{ моль}$.

4. По уравнению реакции определим количество вещества образовавшейся соли ($AlCl_3$) и водорода ($H_2$).

Из стехиометрических коэффициентов следует, что $n(Al) : n(AlCl_3) = 2 : 2$, следовательно, количество вещества соли равно количеству вещества алюминия:

$n(\text{соли}) = n(AlCl_3) = n(Al) = 0.0192 \text{ моль}$.

Соотношение $n(Al) : n(H_2) = 2 : 3$. Отсюда находим количество вещества водорода:

$n(H_2) = \frac{3}{2} n(Al) = 1.5 \times 0.0192 \text{ моль} = 0.0288 \text{ моль}$.

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

$V(H_2) = n(H_2) \times V_m = 0.0288 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 0.64512 \text{ л}$.

Округлим полученные значения до трёх значащих цифр: $V(H_2) \approx 0.645 \text{ л}$ (или $645 \text{ мл}$).

Ответ: объём выделившегося водорода (н. у.) равен $0.645 \text{ л}$, количество вещества образовавшейся соли (хлорида алюминия) составляет $0.0192 \text{ моль}$.