дано:
- Масса алюминия (Al) = 21.6 г
- Объем раствора гидроксида натрия (NaOH) = 354 мл
- Концентрация раствора гидроксида натрия = 12%
- Плотность раствора NaOH = 1.13 г/мл
найти:
- Объем водорода (H2) при нормальных условиях
решение:
1. Рассчитаем массу гидроксида натрия в растворе. Масса раствора:
m_раствора = 354 мл × 1.13 г/мл = 400.62 г
Масса гидроксида натрия:
m_NaOH = 400.62 г × 12% = 48.07 г
Молекулярная масса гидроксида натрия (NaOH) равна 40.00 г/моль (Na) + 16.00 г/моль (O) + 1.01 г/моль (H) = 57.01 г/моль
Количество молей NaOH:
n_NaOH = 48.07 г / 57.01 г/моль = 0.843 моль
2. Рассчитаем количество молей алюминия. Молекулярная масса алюминия (Al) равна 27.00 г/моль
Количество молей алюминия:
n_Al = 21.6 г / 27.00 г/моль = 0.800 моль
3. Определим, какой реагент ограничивает реакцию. Реакция: 2 Al + 6 NaOH → 2 Na3AlO3 + 3 H2
Сравниваем молекулы реагентов. Из уравнения видно, что 2 моль алюминия реагируют с 6 моль NaOH.
Для 0.800 моль Al требуется:
0.800 моль Al × (6 моль NaOH / 2 моль Al) = 2.400 моль NaOH
Поскольку у нас 0.843 моль NaOH, этого достаточно для реакции с 0.800 моль Al, значит, алюминий является ограничивающим реагентом.
4. Рассчитаем количество молей водорода. Из уравнения реакции 2 моль Al дают 3 моль H2.
Количество молей водорода:
n_H2 = 0.800 моль Al × (3 моль H2 / 2 моль Al) = 1.200 моль
5. Рассчитаем объем водорода при нормальных условиях. 1 моль газа занимает 22.4 л.
Объем водорода:
V_H2 = 1.200 моль × 22.4 л/моль = 26.88 л
ответ:
Объем водорода, который можно получить, равен 26.88 л.