Номер 7, страница 256 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

7. В результате растворения алюминия в растворе гидроксида калия выделился водород объемом 5600 $\text{см}^3$ (н. у.). Рассчитайте массу прореагировавшего алюминия.

Дано:

$V(H_2) = 5600 \text{ см}^3$

Условия нормальные (н. у.)

$V(H_2) = 5600 \text{ см}^3 = 5600 \cdot (10^{-2} \text{ м})^3 = 5.6 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3$

Найти:

$m(Al) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции растворения алюминия в растворе гидроксида калия. Алюминий является амфотерным металлом и реагирует с водными растворами щелочей с образованием гидроксокомплексов и выделением водорода.

$2Al + 2KOH + 6H_2O \rightarrow 2K[Al(OH)_4] + 3H_2 \uparrow$

2. Найдем количество вещества (моль) выделившегося водорода. При нормальных условиях (н. у.) молярный объем любого газа $V_m$ составляет $22.4 \text{ л/моль}$ или $0.0224 \text{ м}^3/\text{моль}$.

Количество вещества водорода $n(H_2)$ рассчитывается по формуле:

$n(H_2) = \frac{V(H_2)}{V_m}$

$n(H_2) = \frac{5.6 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3}{0.0224 \text{ м}^3/\text{моль}} = 0.25 \text{ моль}$

3. По уравнению реакции определим количество вещества алюминия, вступившего в реакцию. Согласно стехиометрическим коэффициентам, из 2 моль алюминия образуется 3 моль водорода.

Составим пропорцию:

$\frac{n(Al)}{2} = \frac{n(H_2)}{3}$

Отсюда выразим количество вещества алюминия:

$n(Al) = \frac{2}{3} \cdot n(H_2)$

$n(Al) = \frac{2}{3} \cdot 0.25 \text{ моль} = \frac{0.5}{3} \text{ моль} \approx 0.167 \text{ моль}$

4. Рассчитаем массу прореагировавшего алюминия. Молярная масса алюминия $M(Al) = 27 \text{ г/моль}$.

Масса алюминия $m(Al)$ находится по формуле:

$m(Al) = n(Al) \cdot M(Al)$

$m(Al) = \frac{0.5}{3} \text{ моль} \cdot 27 \text{ г/моль} = 0.5 \cdot 9 \text{ г} = 4.5 \text{ г}$

Ответ: масса прореагировавшего алюминия составляет 4.5 г.