Номер 8-50, страница 100 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

8-50. Порошок алюминия массой 13,5 г добавили к порции брома массой 120 г. Вычислите массу образовавшегося бромида алюминия.

Дано:

масса алюминия, $m(Al) = 13,5 \text{ г}$
масса брома, $m(Br_2) = 120 \text{ г}$

Найти:

массу бромида алюминия, $m(AlBr_3)$

Решение:

1. Запишем уравнение химической реакции взаимодействия алюминия с бромом. Алюминий (Al) реагирует с бромом ($Br_2$) с образованием бромида алюминия ($AlBr_3$).

Сбалансированное уравнение реакции:

$2Al + 3Br_2 \rightarrow 2AlBr_3$

2. Вычислим молярные массы веществ, участвующих в реакции, используя значения атомных масс из Периодической таблицы Д.И. Менделеева (округлим до целых чисел для Al и до 80 для Br):

Молярная масса алюминия: $M(Al) = 27 \text{ г/моль}$

Молярная масса брома (молекула состоит из двух атомов): $M(Br_2) = 2 \cdot M(Br) = 2 \cdot 80 = 160 \text{ г/моль}$

Молярная масса бромида алюминия: $M(AlBr_3) = M(Al) + 3 \cdot M(Br) = 27 + 3 \cdot 80 = 267 \text{ г/моль}$

3. Рассчитаем количество вещества (число молей) для каждого из исходных реагентов по формуле $ \nu = \frac{m}{M} $.

Количество вещества алюминия:

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

Количество вещества брома:

$ \nu(Br_2) = \frac{m(Br_2)}{M(Br_2)} = \frac{120 \text{ г}}{160 \text{ г/моль}} = 0,75 \text{ моль} $

4. Определим, какой из реагентов находится в недостатке (лимитирующий реагент), чтобы вести дальнейший расчет по нему. Для этого сравним мольные отношения реагентов, которые даны в задаче, со стехиометрическими коэффициентами в уравнении реакции.

По уравнению реакции, на 2 моль Al требуется 3 моль $Br_2$. Найдем, сколько моль брома необходимо для реакции с 0,5 моль алюминия:

$ \nu_{\text{теор.}}(Br_2) = \nu(Al) \cdot \frac{3}{2} = 0,5 \text{ моль} \cdot \frac{3}{2} = 0,75 \text{ моль} $

По условию задачи у нас есть 0,75 моль брома. Поскольку теоретически необходимое количество брома равно имеющемуся, это означает, что реагенты даны в стехиометрическом соотношении. Оба вещества прореагируют полностью, без остатка.

5. Рассчитаем количество вещества образовавшегося бромида алюминия. Расчет можно вести по любому из исходных веществ. Возьмем алюминий. Согласно уравнению, из 2 моль Al образуется 2 моль $AlBr_3$. Следовательно, их количества вещества равны:

$ \nu(AlBr_3) = \nu(Al) = 0,5 \text{ моль} $

6. Вычислим массу образовавшегося бромида алюминия по формуле $ m = \nu \cdot M $:

$ m(AlBr_3) = \nu(AlBr_3) \cdot M(AlBr_3) = 0,5 \text{ моль} \cdot 267 \text{ г/моль} = 133,5 \text{ г} $

Также можно проверить результат по закону сохранения массы. Так как оба реагента прореагировали полностью, масса продукта равна сумме масс исходных веществ:

$ m(AlBr_3) = m(Al) + m(Br_2) = 13,5 \text{ г} + 120 \text{ г} = 133,5 \text{ г} $

Ответ: масса образовавшегося бромида алюминия равна 133,5 г.