Исходная масса алюминия по количеству полученного металла
Водородом, полученным при обработке алюминия избытком раствора гидроксида калия, был восстановлен оксид меди (II). На растворение полученного металла было затрачено 133,15 мл 96%-ной серной кислоты (ρ = 1,84 г/мл). Определите исходную массу алюминия.
Дано
`V(text{р-ра } H_2SO_4) = 133.15 text{ мл}`
`ω(H_2SO_4) = 96%`
`ρ(text{р-ра } H_2SO_4) = 1.84 text{ г/мл}`
Найти
`m(Al) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнения реакций:
`2Al + 2KOH + 6H_2O = 2K[Al(OH)_4] + 3H_2 text{↑}`
`CuO + H_2 = Cu + H_2O`
`Cu + 2H_2SO_4 = CuSO_4 + SO_2 text{↑} + 2H_2O`
Найдём массу раствора серной кислоты:
`m(text{р-ра } H_2SO_4) = ρ(text{р-ра } H_2SO_4) * V(text{р-ра } H_2SO_4) = 1.84 * 133.15 = 245 text{ г}`
Найдём массу чистой серной кислоты:
`m(H_2SO_4) = (ω(H_2SO_4) * m(text{р-ра } H_2SO_4)) / 100 = (96 * 245) / 100 = 235.2 text{ г}`
Найдём количество вещества серной кислоты:
`n(H_2SO_4) = (m(H_2SO_4)) / (M(H_2SO_4)) = 235.2 / 98 = 2.4 text{ моль}`
Согласно третьему уравнению реакции, количество вещества меди в 2 раза меньше количества серной кислоты:
`n(Cu) = (n(H_2SO_4)) / 2 = 2.4 / 2 = 1.2 text{ моль}`
Согласно второму уравнению реакции, количество вещества водорода равно количеству вещества меди:
`n(H_2) = n(Cu) = 1.2 text{ моль}`
Согласно первому реакции, количество вещества алюминия:
`n(Al) = (2 * n(H_2)) / 3 = (2 * 1.2) / 3 = 0.8 text{ моль}`
Найдём массу алюминия:
`m(Al) = n(Al) * M(Al) = 0.8 * 27 = 21.6 text{ г}`
Ответ
`m(Al) = 21.6 text{ г}`