school
Химия
verified
Решено AI
Решение задачи: Реакция алюминия с гидроксидом натрия
help_outline
Условие задачи
задача В раствор массой 300 г с массовой долей гидроксида натрия 18% поместили алю миний массой 20 г. Водород какого объема (н. у.) выделится при этом с длиной ребра, равной 15 мм?
lightbulb
Краткий ответ
При взаимодействии 20 г алюминия с 300 г раствора гидроксида натрия с массовой долей 18% выделяется водород. Объем выделившегося водорода можно рассчитать, исходя из стехиометрии реакции.
Подробное решение
Вот решение задачи, оформленное так, чтобы было удобно переписать в тетрадь:
Решение задачи:
1. Найдём массу гидроксида натрия в растворе.
Масса вещества = Массовая доля вещества \(\times\) Масса раствора
Масса NaOH = 0,18 \(\times\) 300 г = 54 г
2. Найдём количество вещества гидроксида натрия.
Молярная масса NaOH = 23 (Na) + 16 (O) + 1 (H) = 40 г/моль
Количество вещества NaOH = Масса NaOH / Молярная масса NaOH
Количество вещества NaOH = 54 г / 40 г/моль = 1,35 моль
3. Найдём количество вещества алюминия.
Молярная масса Al = 27 г/моль
Количество вещества Al = Масса Al / Молярная масса Al
Количество вещества Al = 20 г / 27 г/моль \(\approx\) 0,74 моль
4. Запишем уравнение реакции алюминия с гидроксидом натрия в водном растворе.
\[2Al + 2NaOH + 6H_2O \rightarrow 2Na[Al(OH)_4] + 3H_2\]
5. Определим, какое из веществ находится в избытке, а какое в недостатке.
По уравнению реакции: 2 моль Al реагируют с 2 моль NaOH.
Значит, 1 моль Al реагирует с 1 моль NaOH.
У нас есть 0,74 моль Al и 1,35 моль NaOH.
Если бы весь алюминий (0,74 моль) прореагировал, потребовалось бы 0,74 моль NaOH. У нас есть 1,35 моль NaOH, что больше 0,74 моль.
Значит, алюминий (Al) находится в недостатке, и расчёт объёма водорода будем вести по алюминию.
6. Рассчитаем количество выделившегося водорода.
По уравнению реакции: 2 моль Al дают 3 моль H\(_2\).
Составим пропорцию:
2 моль Al — 3 моль H\(_2\)
0,74 моль Al — x моль H\(_2\)
x = (0,74 моль Al \(\times\) 3 моль H\(_2\)) / 2 моль Al
x = 2,22 / 2 = 1,11 моль H\(_2\)
7. Рассчитаем объём выделившегося водорода при нормальных условиях (н. у.).
При нормальных условиях 1 моль любого газа занимает объём 22,4 л.
Объём H\(_2\) = Количество вещества H\(_2\) \(\times\) Молярный объём
Объём H\(_2\) = 1,11 моль \(\times\) 22,4 л/моль
Объём H\(_2\) = 24,864 л
8. Информация о "длине ребра, равной 15 мм" является избыточной и не используется для решения данной задачи. Возможно, это отвлекающий фактор или часть другой задачи.
Ответ: При этом выделится 24,864 л водорода.