Question

Вычислите объем газа который выделится при взаимодействии алюминия массой 4,05г с раствором калий гидроксида массой 105г с массовой долей щёлочи 40%

Answer 1

Для решения задачи, нам понадобятся некоторые данные о химической реакции, а именно уравнение реакции и молярные массы веществ.

Уравнение реакции: 2Al + 2KOH → 2KAlO2 + H2.

Молярные массы:
- Al (алюминий) = 26,98 г/моль,
- KOH (калий гидроксид) = 56,11 г/моль,
- KAlO2 (калий алюминат) = 138,20 г/моль,
- H2 (водород) = 2,02 г/моль.

Также нам даны массы веществ: масса алюминия (m1) = 4,05 г и масса раствора КОН (m2) = 105 г.

Первым шагом найдем количество вещества каждого реагента по формуле:

n1 = m1 / M1,
где n1 - количество вещества алюминия,
m1 - масса алюминия,
M1 - молярная масса алюминия.

n1 = 4,05 г / 26,98 г/моль ≈ 0,1503 моль.

n2 = m2 / M2,
где n2 - количество вещества калия гидроксида,
m2 - масса раствора КОН,
M2 - молярная масса КОН.

n2 = 105 г / 56,11 г/моль ≈ 1,87 моль.

Затем найдем массу гидрогена, выделившегося при реакции, по уравнению:

n(H2) = n(aluminum),
где n(H2) - количество вещества гидрогена,
n(aluminum) - количество вещества алюминия.

n(H2) = 0,1503 моль.

Масса гидрогена (m(H2)) будет равна:
m(H2) = n(H2) * M(H2),
где M(H2) - молярная масса гидрогена.

M(H2) = 2,02 г/моль,
m(H2) = 0,1503 моль * 2,02 г/моль ≈ 0,303 г.

Следующим шагом найдем массу калия гидроксида, участвующего в реакции:

m(KOH) = n2 * M2,
где m(KOH) - масса калия гидроксида.

m(KOH) = 1,87 моль * 56,11 г/моль ≈ 105 г.

Наконец, найдем массу калия алюмината, образующегося в реакции:

m(KAlO2) = n2 * M(KAlO2),
где m(KAlO2) - масса калия алюмината,
M(KAlO2) - молярная масса калия алюмината.

M(KAlO2) = 138,20 г/моль,
m(KAlO2) = 1,87 моль * 138,20 г/моль ≈ 258,81 г.

Итак, объем газа, выделившегося при реакции, можно найти по формуле:

V = m(H2) * V(H2),
где V - объем газа,
m(H2) - масса газа,
V(H2) - молярный объем гидрогена при стандартных условиях (22,4 л/моль).

V = 0,303 г * 22,4 л/моль ≈ 6,8 л.

Итак, при взаимодействии алюминия массой 4,05 г с раствором калия гидроксида массой 105 г, при условии, что массовая доля щелочи составляет 40%, выделяется примерно 6,8 л газа.