1) Для расчета количества серной кислоты, необходимой для полного растворения алюминия, нужно воспользоваться химическим уравнением реакции между алюминием (Al) и серной кислотой (H₂SO₄):
[ 2Al + 3H_2SO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 3H_2 ]
Первым шагом является нахождение количества веществ (молей) алюминия. Молярная масса алюминия составляет 27 г/моль.
Количество молей алюминия:
[ n_{Al} = \frac{2,7 \text{ г}}{27 \text{ г/моль}} = 0,1 \text{ моль} ]
Согласно уравнению реакции, 2 моля алюминия реагируют с 3 молями серной кислоты. Тогда 0,1 моль алюминия будет реагировать с:
[ n_{H_2SO_4} = 0,1 \text{ моль Al} \times \frac{3 \text{ моль H}_2\text{SO}_4}{2 \text{ моль Al}} = 0,15 \text{ моль H}_2\text{SO}_4 ]
Молярная масса серной кислоты (H₂SO₄) составляет 98 г/моль.
Масса серной кислоты:
[ m_{H_2SO_4} = 0,15 \text{ моль} \times 98 \text{ г/моль} = 14,7 \text{ г} ]
Таким образом, для полного растворения 2,7 г алюминия потребуется 14,7 г серной кислоты.
2) Для взаимодействия сернистого газа (SO₂) с гидроксидом натрия (NaOH) образуется средняя соль – сульфит натрия (Na₂SO₃). Рассмотрим уравнение реакции:
[ SO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_3 + H_2O ]
Сначала определим количество вещества (молей) гидроксида натрия в 160 г 10% раствора. Массовая доля NaOH составляет 10%, что означает, что в 100 г раствора содержится 10 г NaOH.
Масса NaOH в 160 г раствора:
[ m_{NaOH} = 160 \text{ г} \times 0,1 = 16 \text{ г} ]
Молярная масса NaOH составляет 40 г/моль.
Количество молей NaOH:
[ n_{NaOH} = \frac{16 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 0,4 \text{ моль} ]
Согласно уравнению реакции, 2 моля NaOH взаимодействуют с 1 молем SO₂, образуя 1 моль Na₂SO₃. Таким образом, 0,4 моль NaOH взаимодействует с:
[ n_{SO_2} = \frac{0,4 \text{ моль NaOH}}{2} = 0,2 \text{ моль SO}_2 ]
Количество образовавшейся средней соли (Na₂SO₃) также будет 0,2 моль, так как 1 моль SO₂ образует 1 моль Na₂SO₃.
Молярная масса Na₂SO₃ составляет (2 × 23) + 32 + (3 × 16) = 126 г/моль.
Масса Na₂SO₃:
[ m_{Na_2SO_3} = 0,2 \text{ моль} \times 126 \text{ г/моль} = 25,2 \text{ г} ]
Таким образом, при пропускании сернистого газа через 160 г 10% раствора гидроксида натрия образуется 25,2 г средней соли – сульфита натрия (Na₂SO₃).