Номер 6, страница 185 - гдз по химии 8 класс учебник Шиманович, Красицкий

6. Рассчитайте объем (н. у.) водорода, который выделится в результате растворения алюминия массой 13,5 г в соляной кислоте.

Дано:

$m(\text{Al}) = 13.5~\text{г}$

Условия: нормальные (н. у.)

Найти:

$V(\text{H}_2) - ?$

Решение:

Для решения задачи сначала необходимо составить уравнение химической реакции взаимодействия алюминия с соляной кислотой. Алюминий, как активный металл, стоящий в ряду напряжений до водорода, вытесняет его из кислоты. В результате реакции образуются хлорид алюминия и газообразный водород.

Уравнение реакции в сбалансированном виде:

$2\text{Al} + 6\text{HCl} \rightarrow 2\text{AlCl}_3 + 3\text{H}_2\uparrow$

Далее, рассчитаем количество вещества алюминия, вступившего в реакцию. Для этого используем его массу и молярную массу. Молярная масса алюминия $M(\text{Al})$ составляет $27~\text{г/моль}$.

Количество вещества $n$ находим по формуле $n = \frac{m}{M}$:

$n(\text{Al}) = \frac{13.5~\text{г}}{27~\text{г/моль}} = 0.5~\text{моль}$

Теперь, используя стехиометрические коэффициенты из уравнения реакции, определим количество вещества водорода, которое выделилось. Из уравнения видно, что на 2 моль алюминия приходится 3 моль водорода.

Составим пропорцию:

$\frac{n(\text{Al})}{2} = \frac{n(\text{H}_2)}{3}$

Выразим и найдем количество вещества водорода $n(\text{H}_2)$:

$n(\text{H}_2) = \frac{3}{2} \cdot n(\text{Al}) = 1.5 \cdot 0.5~\text{моль} = 0.75~\text{моль}$

На последнем шаге рассчитаем объем водорода при нормальных условиях (н. у.). При нормальных условиях молярный объем любого газа $V_m$ равен $22.4~\text{л/моль}$.

Объем газа $V$ рассчитывается по формуле $V = n \cdot V_m$:

$V(\text{H}_2) = 0.75~\text{моль} \cdot 22.4~\text{л/моль} = 16.8~\text{л}$

Ответ: в результате реакции выделится 16,8 л водорода.