Какой объём водорода образуется при взаимодействии соляной кислоты с 50г алюминия?

Для расчёта объёма водорода, образующегося при взаимодействии соляной кислоты с алюминием, необходимо воспользоваться химическим уравнением реакции и произвести расчёты с учетом стехиометрии. Рассмотрим процесс подробно.

Шаг 1: Химическое уравнение реакции

При взаимодействии алюминия (Al) с соляной кислотой (HCl) образуется хлорид алюминия (AlCl₃) и выделяется водород (H₂). Уравнение реакции:

[ 2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl₃ + 3H₂ ]

Шаг 2: Определение мольного соотношения

Из уравнения видно, что:

• 2 моль алюминия реагируют с 6 молями соляной кислоты (HCl);
• При этом образуется 3 моль водорода.

Шаг 3: Расчет количества вещества алюминия

Масса алюминия дана: ( m(Al) = 50 \, \text{г} ).

Молярная масса алюминия (( M(Al) )) равна 27 г/моль. Найдем количество вещества алюминия (( n(Al) )):

[ n(Al) = \frac{m(Al)}{M(Al)} = \frac{50}{27} \approx 1.85 \, \text{моль}. ]

Шаг 4: Определение количества водорода

Согласно уравнению реакции, из 2 моль алюминия образуется 3 моль водорода. Используем это соотношение для расчета количества вещества водорода (( n(H₂) )):

[ n(H₂) = n(Al) \cdot \frac{3}{2} = 1.85 \cdot \frac{3}{2} = 2.775 \, \text{моль}. ]

Шаг 5: Расчет объема водорода

При нормальных условиях (н.у., ( T = 0^\circ C ), ( P = 1 \, \text{атм} )), один моль любого газа занимает объем 22.4 л. Найдем объем водорода (( V(H₂) )):

[ V(H₂) = n(H₂) \cdot 22.4 = 2.775 \cdot 22.4 \approx 62.16 \, \text{л}. ]

Ответ:

Объем водорода, который образуется при взаимодействии 50 г алюминия с соляной кислотой, составляет примерно 62.16 литра (при нормальных условиях).

Если условия отличаются от нормальных, то объем газа можно рассчитать, используя уравнение состояния идеального газа (( PV = nRT )).

Для определения объема водорода, образующегося при взаимодействии соляной кислоты (HCl) с алюминием (Al), сначала нужно записать уравнение реакции между алюминием и соляной кислотой.

Уравнение реакции выглядит следующим образом:

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

Из уравнения видно, что 2 моль алюминия реагируют с 6 моль соляной кислоты, образуя 3 моль водорода.

1. Определение количества вещества алюминия

Сначала найдем количество вещества (моль) алюминия в 50 г:

• Молярная масса алюминия (Al) примерно равна 27 г/моль.

Количество вещества алюминия (n) можно рассчитать по формуле:

[ n = \frac{m}{M} ]

где:

• ( m ) - масса алюминия (50 г),
• ( M ) - молярная масса алюминия (27 г/моль).

Подставим значения:

[ n = \frac{50 \, \text{г}}{27 \, \text{г/моль}} \approx 1.85 \, \text{моль} ]

2. Определение количества водорода

Согласно уравнению реакции, 2 моль алюминия дают 3 моль водорода. Теперь найдем, сколько водорода образуется из 1.85 моль алюминия:

Для этого используем пропорцию:

[ 2 \, \text{моль Al} \rightarrow 3 \, \text{моль H}_2 ]

Следовательно, для 1.85 моль алюминия:

[ n(H_2) = \frac{3}{2} \cdot n(Al) = \frac{3}{2} \cdot 1.85 \, \text{моль} \approx 2.78 \, \text{моль} ]

3. Определение объема водорода

При нормальных условиях (н.у.), 1 моль идеального газа занимает объем примерно 22.4 литра. Таким образом, объем водорода можно рассчитать следующим образом:

[ V(H_2) = n(H_2) \cdot V_m ]

где:

• ( V_m ) - молярный объем газа (22.4 л/моль).

Подставляем значения:

[ V(H_2) = 2.78 \, \text{моль} \cdot 22.4 \, \text{л/моль} \approx 62.23 \, \text{л} ]

Заключение

Таким образом, при взаимодействии 50 г алюминия с соляной кислотой образуется примерно 62.23 литра водорода при нормальных условиях.