Расчет объема водорода из алюминия и раствора щелочи
21,6 г алюминия обработали 354 мл 12%-ного раствора гидроксида натрия (ρ = 1,13 г/мл). Какой объём водорода (н. у.) получен при этом?
Дано
`m(Al) = 21.6 text{ г}`
`V(text{р-ра }NaOH) = 354 text{ мл}`
`ω(NaOH) = 12%`
`ρ(text{р-ра }NaOH) = 1.13 text{ г/мл}`
Найти
`V(H_2) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции алюминия с раствором гидроксида натрия:
`2Al + 2NaOH + 6H_2O = 2Na[Al(OH)_4] + 3H_2 text{↑}`
Найдём массу раствора гидроксида натрия:
`m(text{р-ра }NaOH) = ρ(text{р-ра }NaOH) * V(text{р-ра }NaOH) = 1.13 * 354 = 400 text{ г}`
Найдём массу чистого гидроксида натрия:
`m(NaOH) = (ω(NaOH) * m(text{р-ра }NaOH)) / 100 = (12 * 400) / 100 = 48 text{ г}`
Найдём количество вещества гидроксида натрия:
`n(NaOH) = (m(NaOH))/(M(NaOH)) = 48/40 = 1.2 text{ моль}`
Найдём количество вещества алюминия:
`n(Al) = (m(Al))/(M(Al)) = 21.6/27 = 0.8 text{ моль}`
Согласно уравнению реакции, для 0.8 моль Al требуется 0.8 моль NaOH. У нас 1.2 моль, значит NaOH в избытке, расчёт ведём по алюминию.
Согласно уравнению реакции, количество вещества водорода:
`n(H_2) = (3*n(Al))/2 = (3*0.8)/2 = 1.2 text{ моль}`
Найдём объём водорода при н.у.:
`V(H_2) = n(H_2)*V_m = 1.2*22.4 = 26.88 text{ л}`
Ответ
`V(H_2) = 26.88 text{ л}`