Номер 5, страница 16 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Проверьте себя. 2. Задачи на примеси и практический выход реакции - номер 5, страница 16.

Условие.

5. Какой процент составили потери в реакции окисления алюминия, если из 43,2 г алюминия удалось получить 69,36 г его оксида?

Решение.

Решение 2.

Дано:

Масса алюминия: $m(\text{Al}) = 43,2~\text{г}$

Практическая масса полученного оксида алюминия: $m_{\text{практ}}(\text{Al}_2\text{O}_3) = 69,36~\text{г}$

(Данные представлены в стандартных для химических расчетов единицах, перевод в СИ не требуется)

Найти:

Процент потерь: $\omega_{\text{потерь}} - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции окисления алюминия:

$4\text{Al} + 3\text{O}_2 \rightarrow 2\text{Al}_2\text{O}_3$

2. Найдем молярные массы алюминия и оксида алюминия, используя периодическую таблицу химических элементов:

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

Молярная масса оксида алюминия: $M(\text{Al}_2\text{O}_3) = 2 \cdot M(\text{Al}) + 3 \cdot M(\text{O}) = 2 \cdot 27 + 3 \cdot 16 = 54 + 48 = 102~\text{г/моль}$

3. Вычислим количество вещества (число молей) алюминия, вступившего в реакцию:

$n(\text{Al}) = \frac{m(\text{Al})}{M(\text{Al})} = \frac{43,2~\text{г}}{27~\text{г/моль}} = 1,6~\text{моль}$

4. Определим теоретически возможное количество вещества оксида алюминия, которое можно получить из 1,6 моль алюминия, согласно стехиометрии уравнения реакции.

Из уравнения реакции видно, что из 4 моль Al образуется 2 моль $Al_2O_3$. Составим пропорцию:

$\frac{n(\text{Al})}{4} = \frac{n_{\text{теор}}(\text{Al}_2\text{O}_3)}{2}$

Отсюда теоретическое количество вещества оксида алюминия:

$n_{\text{теор}}(\text{Al}_2\text{O}_3) = \frac{2 \cdot n(\text{Al})}{4} = \frac{1}{2} n(\text{Al}) = \frac{1,6~\text{моль}}{2} = 0,8~\text{моль}$

5. Рассчитаем теоретическую массу оксида алюминия (максимально возможную массу продукта):

$m_{\text{теор}}(\text{Al}_2\text{O}_3) = n_{\text{теор}}(\text{Al}_2\text{O}_3) \cdot M(\text{Al}_2\text{O}_3) = 0,8~\text{моль} \cdot 102~\text{г/моль} = 81,6~\text{г}$

6. Теперь найдем массу продукта, которая была потеряна в ходе реакции (разница между теоретическим и практическим выходом):

$m_{\text{потерь}}(\text{Al}_2\text{O}_3) = m_{\text{теор}}(\text{Al}_2\text{O}_3) - m_{\text{практ}}(\text{Al}_2\text{O}_3) = 81,6~\text{г} - 69,36~\text{г} = 12,24~\text{г}$

7. Вычислим процент потерь по отношению к теоретически возможному выходу продукта:

$\omega_{\text{потерь}} = \frac{m_{\text{потерь}}(\text{Al}_2\text{O}_3)}{m_{\text{теор}}(\text{Al}_2\text{O}_3)} \cdot 100\% = \frac{12,24~\text{г}}{81,6~\text{г}} \cdot 100\% = 0,15 \cdot 100\% = 15\%$

Ответ:потери в реакции составили 15%.