3.При взаимодействии 5,4 гр. Al с соляной кислотой было получено 6,384 л. водорода (н.у.) Сколько это...

Для решения задачи необходимо сначала определить, сколько водорода (H₂) должно быть теоретически получено при реакции алюминия (Al) с соляной кислотой (HCl), а затем рассчитать процентное содержание полученного водорода относительно теоретически возможного.

1. Запись уравнения реакции: Реакция алюминия с соляной кислотой можно записать следующим образом:

[ 2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2 ]

2. Определение молей алюминия: Сначала найдем количество молей алюминия, который был использован. Молярная масса алюминия (Al) составляет примерно 27 г/моль.

[ n(Al) = \frac{m(Al)}{M(Al)} = \frac{5.4 \, \text{г}}{27 \, \text{г/моль}} \approx 0.2 \, \text{моль} ]

3. Определение количества молей водорода: Согласно уравнению реакции, 2 моля Al дают 3 моля H₂. То есть, 1 моль Al дает 1.5 моль H₂. Теперь найдем, сколько молей водорода будет получено из 0.2 моль алюминия:

[ n(H_2) = n(Al) \times \frac{3 \, \text{моль H}_2}{2 \, \text{моль Al}} = 0.2 \, \text{моль} \times \frac{3}{2} = 0.3 \, \text{моль H}_2 ]

4. Перевод молей водорода в объем: При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает 22.4 литра. Теперь рассчитаем теоретически возможный объем водорода:

[ V(H_2) = n(H_2) \times V_m = 0.3 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} \approx 6.72 \, \text{л} ]

5. Процентное содержание полученного водорода: Теперь у нас есть теоретически возможный объем водорода (6.72 л) и фактически полученный объем (6.384 л). Рассчитаем процент:

[ \text{Процент} = \left( \frac{V{фактич}}{V{теор}} \right) \times 100\% = \left( \frac{6.384}{6.72} \right) \times 100\% \approx 95.0\% ]

Ответ: Полученный водород составляет примерно 95% от теоретически возможного объема.

Для решения задачи определим, сколько водорода теоретически могло бы образоваться при полном взаимодействии 5,4 г алюминия (Al) с соляной кислотой (HCl), а затем сравним это с фактически полученным объемом водорода (6,384 л).

Шаг 1. Напишем уравнение реакции

Алюминий взаимодействует с соляной кислотой с образованием хлорида алюминия и водорода: [ 2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2 ]

Из уравнения реакции видно, что:

• Из 2 моль алюминия (Al) образуется 3 моль водорода (H₂).

Шаг 2. Вычислим молярную массу алюминия

Молярная масса алюминия ((M{Al})) равна: [ M{Al} = 27 \, \text{г/моль}. ]

Шаг 3. Найдем количество вещества алюминия (n(Al))

Масса алюминия дана (m{Al} = 5,4 \, \text{г}). Количество вещества алюминия ((n{Al})) можно найти по формуле: [ n{Al} = \frac{m{Al}}{M{Al}} ] Подставляем значения: [ n{Al} = \frac{5,4}{27} = 0,2 \, \text{моль}. ]

Шаг 4. Найдем теоретическое количество вещества водорода (n(H₂))

По уравнению реакции видно, что на 2 моль алюминия образуется 3 моль водорода: [ \text{Если } n{Al} = 2 \, \text{моль, то } n{H2} = 3 \, \text{моль}. ] Следовательно, на (n{Al} = 0,2 \, \text{моль}) можно ожидать (n_{H2}): [ n{H_2} = 0,2 \cdot \frac{3}{2} = 0,3 \, \text{моль}. ]

Шаг 5. Найдем теоретический объем водорода

Для идеального газа объем газа при нормальных условиях (н.у.) вычисляется по формуле: [ V_{H2} = n{H_2} \cdot 22,4 \, \text{л/моль}, ] где (22,4 \, \text{л/моль}) — молярный объем газа при н.у.

Подставляем теоретическое количество вещества водорода ((n_{H2} = 0,3 \, \text{моль})): [ V{H_2}^{\text{теор}} = 0,3 \cdot 22,4 = 6,72 \, \text{л}. ]

Шаг 6. Определим процент выхода водорода

Фактически полученный объем водорода ((V_{H2}^{\text{факт}})) равен 6,384 л. Процент выхода определяется по формуле: [ \text{Выход, } \% = \frac{V{H2}^{\text{факт}}}{V{H_2}^{\text{теор}}} \cdot 100\%. ] Подставляем значения: [ \text{Выход, } \% = \frac{6,384}{6,72} \cdot 100 \approx 95,0\%. ]

Ответ:

Фактический выход водорода составляет 95,0% от теоретически возможного.