При взаимодействии 490 г 10% раствора серной кислоты с алюминием выделилось 11,1 л водорода. Определите выход продукта реакции
Условие:
При взаимодействии 490 г 10% раствора серной кислоты с алюминием выделилось 11,1 л водорода. Определите выход продукта реакции
Решение:
Для определения выхода продукта реакции необходимо знать количество веществ, которые участвуют в реакции. В данном случае, у нас есть 490 г 10% раствора серной кислоты и алюминий.
Для начала, давайте определим количество серной кислоты в растворе. 10% раствор означает, что в 100 мл раствора содержится 10 г серной кислоты. Таким образом, в 490 г раствора будет содержаться (10 г/100 мл) * 490 г = 49 г серной кислоты.
Далее, воспользуемся химическим уравнением реакции между серной кислотой (H2SO4) и алюминием (Al):
2 Al + 3 H2SO4 -> Al2(SO4)3 + 3 H2
Из уравнения видно, что для полного превращения 2 моль алюминия требуется 3 моля серной кислоты. Таким образом, мольное соотношение между алюминием и серной кислотой равно 2:3.
Теперь, чтобы определить количество алюминия, приведем массу серной кислоты к молям. Молярная масса серной кислоты (H2SO4) равна 98 г/моль. Таким образом, количество молей серной кислоты равно 49 г / 98 г/моль = 0,5 моль.
Исходя из мольного соотношения, количество молей алюминия будет равно (2 моль / 3 моль) * 0,5 моль = 0,33 моль.
Теперь, чтобы определить выход продукта реакции, нужно знать, сколько молей водорода образуется при реакции 0,33 моль алюминия. Из уравнения видно, что для полного превращения 2 моль алюминия образуется 3 моля водорода. Таким образом, мольное соотношение между алюминием и водородом равно 2:3.
Следовательно, количество молей водорода будет равно (3 моль / 2 моль) * 0,33 моль = 0,495 моль.
Теперь, чтобы определить объем водорода, воспользуемся идеальным газовым законом. При нормальных условиях (0°C и 1 атм), 1 моль газа занимает объем 22,4 л.
Таким образом, объем водорода будет равен 0,495 моль * 22,4 л/моль = 11,088 л.
Таким образом, выход продукта реакции составляет около 11,1 л водорода.
