Дано:
- Масса алюминия (Al) = 20 г
- Масса серы (S) = 20 г
Найти: Вещества и их количество, которые будут присутствовать в смеси после окончания реакции.
Решение:
1. Определяем количество моль алюминия и серы.
- Молярная масса алюминия (Al) = 26,98 г/моль
- Молярная масса серы (S) = 32,07 г/моль
Количество моль алюминия:
n(Al) = 20 г / 26,98 г/моль ≈ 0,741 моль
Количество моль серы:
n(S) = 20 г / 32,07 г/моль ≈ 0,624 моль
2. Записываем уравнение реакции сульфида алюминия:
2 Al + 3 S → Al2S3
3. Находим стехиометрию реакции:
Для получения 1 моль Al2S3 нужно:
- 2 моль Al
- 3 моль S
Сравниваем соотношения:
- Для 0,741 моль Al потребуется:
(3/2) * 0,741 ≈ 1,112 моль S
Поскольку у нас только 0,624 моль S, то сера будет лимитирующим реагентом.
4. Вычисляем количество образовавшегося сульфида алюминия (Al2S3):
На 3 моль серы по уравнению реакции получается 1 моль Al2S3.
Следовательно, из 0,624 моль S можно получить:
0,624 / 3 ≈ 0,208 моль Al2S3.
5. Теперь определяем, сколько алюминия реагирует:
На 3 моль серы требуется 2 моль алюминия, значит для 0,624 моль S потребуется:
(2/3) * 0,624 ≈ 0,416 моль Al.
6. Рассчитываем массу аллюминия, который прореагировал:
Масса алюминия, который прореагировал = n(Al) * М(Al) = 0,416 моль * 26,98 г/моль ≈ 11,22 г.
7. Находим массу не прореагировавшего алюминия:
Масса не прореагировавшего Al = 20 г - 11,22 г ≈ 8,78 г.
8. Подводим итоги:
- Образуется Al2S3: 0,208 моль
- Не прореагировавший Al: 8,78 г
- Прореагировала вся сера: 20 г
Ответ:
В смеси после окончания реакции будут присутствовать:
- Сульфид алюминия (Al2S3): 0,208 моль
- Не прореагировавший алюминий: 8,78 г
- Серой в смеси не останется.