Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся данные о химическом уравнении реакции между алюминием и соляной кислотой:
2Al + 6HCl -> 2AlCl3 + 3H2
Из уравнения видно, что для превращения 2 моль (или 2 грамма, если мы рассматриваем алюминий) необходимо 6 молей соляной кислоты, а в результате образуется 3 моля водорода.
Теперь мы можем использовать пропорцию, чтобы рассчитать необходимую массу алюминия:
(2 г алюминия) : x = (6 моль HCl) : (3 моль H2)
Для начала, нам нужно перевести объем водорода из литров в моли. Для этого мы воспользуемся уравнением состояния газов:
V = n*R*T/P
где V - объем газа (в нашем случае 5,6 литров),
n - количество молей газа,
R - универсальная газовая постоянная (0,0821 л*атм/моль*К),
T - температура (обычно обозначается в Кельвинах),
P - давление (обычно обозначается в атмосферах).
В задаче дано только количество водорода (5,6 литров), поэтому все остальные значения мы выберем следующим образом:
T = 273 К (обычная комнатная температура),
P = 1 атмосфера (обычное атмосферное давление).
Теперь мы можем рассчитать количество молей водорода:
5,6 л : n = (1 моль * л / атм) * (273 К) / (1 атм)*
n = 0,246 моль
Так как у нас два водорода на двух алюминиях (или 3 моля водорода на 6 молей соляной кислоты), мы можем сделать следующую пропорцию:
(2 г) : x = (6 моль HCl) : (0,246 моль H2)
Из этой пропорции мы можем рассчитать массу алюминия, которую необходимо растворить:
x = (2 г) * (0,246 моль H2) / (6 моль HCl)
x = 0,082 г
Таким образом, нам необходимо растворить 0,082 грамма алюминия в соляной кислоте, чтобы получить 5,6 литров водорода.
n(H2) = 5.6/22.4 = 0.25 моль
n(Al) = 0.25 *2 /3 = 0.42 моль
M(Al) = 27 г/моль
m(Al) = 27*0.42 =11.25 г