Номер 7, страница 167 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 7. Металлы. Параграф 46. Алюминий. Подумай, ответь, выполни... - номер 7, страница 167.

Условие.

7. Сколько потребуется алюминия, чтобы при реакции с соляной кислотой получить столько водорода, сколько его выделяется при взаимодействии 1 моль натрия с водой?

Решение.

Решение 2.

Дано:

Количество вещества натрия: $n(\text{Na}) = 1 \text{ моль}$

Найти:

Массу алюминия: $m(\text{Al})$ — ?

Решение:

Задача решается в два этапа. Сначала определим количество вещества водорода, которое выделяется при реакции 1 моль натрия с водой. Затем рассчитаем массу алюминия, необходимую для получения такого же количества водорода в реакции с соляной кислотой.

1. Реакция натрия с водой.

Составим уравнение реакции взаимодействия натрия с водой:

$2\text{Na} + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{NaOH} + \text{H}_2\uparrow$

Из уравнения реакции видно, что из 2 моль натрия образуется 1 моль водорода. Найдем, сколько моль водорода выделится при реакции 1 моль натрия, составив пропорцию:

$\frac{n(\text{Na})}{2} = \frac{n_1(\text{H}_2)}{1}$

Отсюда количество вещества водорода:

$n_1(\text{H}_2) = \frac{n(\text{Na})}{2} = \frac{1 \text{ моль}}{2} = 0.5 \text{ моль}$

2. Реакция алюминия с соляной кислотой.

По условию задачи, в реакции алюминия с соляной кислотой должно выделиться такое же количество водорода, то есть $n_2(\text{H}_2) = 0.5 \text{ моль}$.

Составим уравнение реакции взаимодействия алюминия с соляной кислотой:

$2\text{Al} + 6\text{HCl} \rightarrow 2\text{AlCl}_3 + 3\text{H}_2\uparrow$

Из этого уравнения следует, что для получения 3 моль водорода требуется 2 моль алюминия. Рассчитаем количество вещества алюминия, необходимое для получения 0.5 моль водорода, составив пропорцию:

$\frac{n(\text{Al})}{2} = \frac{n_2(\text{H}_2)}{3}$

Отсюда количество вещества алюминия:

$n(\text{Al}) = \frac{2 \cdot n_2(\text{H}_2)}{3} = \frac{2 \cdot 0.5 \text{ моль}}{3} = \frac{1}{3} \text{ моль}$

Теперь найдем массу алюминия, зная его количество вещества. Молярная масса алюминия $M(\text{Al})$ составляет примерно $27 \text{ г/моль}$.

$m(\text{Al}) = n(\text{Al}) \cdot M(\text{Al}) = \frac{1}{3} \text{ моль} \cdot 27 \text{ г/моль} = 9 \text{ г}$

Ответ: потребуется 9 г алюминия.