Уравнение реакции алюминия с кислотой и расчеты
Напишите уравнение реакции, происходящей между алюминием и соляной кислотой. Расставьте коэффициенты методом электронного баланса. Вычислите объём выделившегося газа (н. у.) и массу соли, полученной в реакции, если использовали 5,4 г металла и 21 г кислоты.
Дано
`m(Al) = 5.4 text{ г}`
`m(HCl) = 21 text{ г}`
Найти
`V(H_2) = text{ ?}`
`m(AlCl_3) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции алюминия с соляной кислотой:
`2Al + 6HCl = 2AlCl_3 + 3H_2 text{↑}`
Найдём количества веществ реагентов:
`n(Al) = (m(Al))/(M(Al)) = 5.4/27 = 0.2 text{ моль}`
`n(HCl) = (m(HCl))/(M(HCl)) = 21/36.5 = 0.5753 text{ моль}`
По уравнению реакции для 0.2 моль Al требуется 0.6 моль HCl, значит алюминий взят в избытке, поэтому расчет ведем по соляной кислоте.
Согласно уравнению реакции, количество вещества водорода в 2 раза меньше количества `HCl`:
`n(H_2) = (n(HCl))/2 = 0.5753/2 = 0.2877 text{ моль}`
Найдём объём водорода при н.у.:
`V(H_2) = n(H_2)*V_m = 0.2877*22.4 = 6.444 text{ л}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества хлорида алюминия в 3 раза меньше количества `HCl`:
`n(AlCl_3) = (n(HCl))/3 = 0.5753/3 = 0.1918 text{ моль}`
Найдём массу хлорида алюминия:
`m(AlCl_3) = n(AlCl_3)*M(AlCl_3) = 0.1918*133.5 = 25.61 text{ г}`
Ответ
`V(H_2) = 6.444 text{ л}`
`m(AlCl_3) = 25.61 text{ г}`
Дополнительно
Расстановка коэффициентов методом электронного баланса:
| `2Al + 6HCl = 2AlCl_3 + 3H_2 text{↑}` | ||||
| `Al^0 - 3ē → Al^(+3)` | `3` | `6` | `2` | восстановитель (окисление) |
| `2H^(+1) + 2ē → H_2^0` | `2` | `3` | окислитель (восстановление) | |