дано:
- масса сульфата алюминия (m_Al2(SO4)3) = 3,70 кг = 3700 г
- массовая доля серной кислоты (w_H2SO4) = 87,0 % = 0,87
найти:
- массу оксида алюминия (m_Al2O3) и массу концентрированного раствора серной кислоты (m_H2SO4).
решение:
1. Рассчитаем количество вещества сульфата алюминия:
Молярная масса Al2(SO4)3 = (2 * 26,98) + (3 * (32,07 + 4 * 16))
= 53,96 + 3 * (32,07 + 64)
= 53,96 + 3 * 96,07
= 53,96 + 288,21
= 342,17 г/моль
Количество вещества сульфата алюминия (n) = m / M
n = 3700 г / 342,17 г/моль ≈ 10,81 моль
2. По реакции получения сульфата алюминия из оксида алюминия и серной кислоты можно записать уравнение:
Al2O3 + 3 H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3 H2O
Из уравнения видно, что для 1 моля Al2(SO4)3 необходимо 1 моль Al2O3 и 3 моля H2SO4.
3. Следовательно, нам нужно:
- 10,81 моль Al2O3
- 3 * 10,81 моль H2SO4 = 32,43 моль H2SO4
4. Рассчитаем массу оксида алюминия:
Молярная масса Al2O3 = (2 * 26,98) + (3 * 16)
= 53,96 + 48
= 101,96 г/моль
Масса оксида алюминия (m_Al2O3) = n * M
m_Al2O3 = 10,81 моль * 101,96 г/моль ≈ 1105,38 г
5. Теперь рассчитаем массу серной кислоты:
Молярная масса H2SO4 = (2 * 1,01) + 32,07 + (4 * 16)
= 2,02 + 32,07 + 64
= 98,09 г/моль
Масса концентрированной серной кислоты (m_H2SO4) = n * M
m_H2SO4 = 32,43 моль * 98,09 г/моль ≈ 3187,90 г
6. Поскольку мы имеем 87% раствор, найдем массу раствора:
Масса раствора H2SO4 = m_H2SO4 / w_H2SO4
Масса раствора H2SO4 = 3187,90 г / 0,87 ≈ 3661,49 г
ответ:
Масса оксида алюминия составляет примерно 1105,38 г, масса концентрированного раствора серной кислоты составляет примерно 3661,49 г.