Масса раствора кислоты и алюминия для 7 моль водорода
Вычислите массу 10%-го раствора серной кислоты и массу алюминия, необходимые для получения: а) 7 моль водорода; б) 10 г водорода, в) 44,8 л (н. у.) водорода.
Дано
а)
`n(H_2) = 7 text{ моль}`
`ω(H_2SO_4) = 10%`
б)
`m(H_2) = 10 text{ г}`
`ω(H_2SO_4) = 10%`
в)
`V(H_2) = 44.8 text{ л}`
`ω(H_2SO_4) = 10%`
Найти
а)
`m(Al) = text{ ?}`
`m(text{р-ра } H_2SO_4) = text{ ?}`
б)
`m(Al) = text{ ?}`
`m(text{р-ра } H_2SO_4) = text{ ?}`
в)
`m(Al) = text{ ?}`
`m(text{р-ра } H_2SO_4) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции алюминия с серной кислотой:
`2Al + 3H_2SO_4 = Al_2(SO_4)_3 + 3H_2 text{↑}`
а)
Согласно уравнению реакции, количество вещества алюминия:
`n(Al) = (2*n(H_2))/3 = (2*7)/3 = 4.667 text{ моль}`
Найдём массу алюминия:
`m(Al) = n(Al)*M(Al) = 4.667*27 = 126 text{ г}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества серной кислоты равно количеству водорода:
`n(H_2SO_4) = n(H_2) = 7 text{ моль}`
Найдём массу чистой серной кислоты:
`m(H_2SO_4) = n(H_2SO_4)*M(H_2SO_4) = 7*98 = 686 text{ г}`
Рассчитаем массу 10%-ного раствора серной кислоты:
`m(text{р-ра } H_2SO_4) = (100*m(H_2SO_4))/(ω(H_2SO_4)) = (100*686)/10 = 6860 text{ г}`
б)
Найдём количество вещества водорода:
`n(H_2) = (m(H_2))/(M(H_2)) = 10/2 = 5 text{ моль}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества алюминия:
`n(Al) = (2*n(H_2))/3 = (2*5)/3 = 3.333 text{ моль}`
Найдём массу алюминия:
`m(Al) = n(Al)*M(Al) = 3.333*27 = 90 text{ г}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества серной кислоты равно количеству водорода:
`n(H_2SO_4) = n(H_2) = 5 text{ моль}`
Найдём массу чистой серной кислоты:
`m(H_2SO_4) = n(H_2SO_4)*M(H_2SO_4) = 5*98 = 490 text{ г}`
Рассчитаем массу 10%-ного раствора серной кислоты:
`m(text{р-ра } H_2SO_4) = (100*m(H_2SO_4))/(ω(H_2SO_4)) = (100*490)/10 = 4900 text{ г}`
в)
Найдём количество вещества водорода:
`n(H_2) = (V(H_2))/(V_m) = 44.8/22.4 = 2 text{ моль}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества алюминия:
`n(Al) = (2*n(H_2))/3 = (2*2)/3 = 1.333 text{ моль}`
Найдём массу алюминия:
`m(Al) = n(Al)*M(Al) = 1.333*27 = 36 text{ г}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества серной кислоты равно количеству водорода:
`n(H_2SO_4) = n(H_2) = 2 text{ моль}`
Найдём массу чистой серной кислоты:
`m(H_2SO_4) = n(H_2SO_4)*M(H_2SO_4) = 2*98 = 196 text{ г}`
Рассчитаем массу 10%-ного раствора серной кислоты:
`m(text{р-ра } H_2SO_4) = (100*m(H_2SO_4))/(ω(H_2SO_4)) = (100*196)/10 = 1960 text{ г}`
Ответ
а)
`m(Al) = 126 text{ г}`
`m(text{р-ра } H_2SO_4) = 6860 text{ г}`
б)
`m(Al) = 90 text{ г}`
`m(text{р-ра } H_2SO_4) = 4900 text{ г}`
в)
`m(Al) = 36 text{ г}`
`m(text{р-ра } H_2SO_4) = 1960 text{ г}`