Номер 848, страница 139 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

848. Алюминиевый порошок поместили в сосуд, содержащий хлор. В результате реакции получили хлорид алюминия массой 2,44 г. Рассчитайте массы прореагировавших веществ.

Дано:

$m(AlCl_3) = 2,44 \text{ г}$

Найти:

$m(Al) - ?$

$m(Cl_2) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции взаимодействия алюминия с хлором. Алюминий в соединениях с хлором проявляет степень окисления +3, поэтому образуется хлорид алюминия (III) с формулой $AlCl_3$. Уравняем реакцию:

$2Al + 3Cl_2 \rightarrow 2AlCl_3$

2. Вычислим молярные массы веществ, используя относительные атомные массы из Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева: $Ar(Al) = 27$, $Ar(Cl) = 35,5$.

Молярная масса алюминия: $M(Al) = 27 \text{ г/моль}$.

Молярная масса хлора: $M(Cl_2) = 2 \cdot 35,5 = 71 \text{ г/моль}$.

Молярная масса хлорида алюминия: $M(AlCl_3) = 27 + 3 \cdot 35,5 = 27 + 106,5 = 133,5 \text{ г/моль}$.

3. Найдем количество вещества (число молей) образовавшегося хлорида алюминия, используя формулу $n = \frac{m}{M}$:

$n(AlCl_3) = \frac{m(AlCl_3)}{M(AlCl_3)} = \frac{2,44 \text{ г}}{133,5 \text{ г/моль}} \approx 0,01828 \text{ моль}$

4. Используя стехиометрические коэффициенты из уравнения реакции, найдем количество вещества прореагировавших алюминия и хлора. Соотношение количеств веществ равно соотношению коэффициентов:

$n(Al) : n(Cl_2) : n(AlCl_3) = 2 : 3 : 2$

Из соотношения $n(Al) : n(AlCl_3) = 2 : 2 = 1 : 1$ следует, что:

$n(Al) = n(AlCl_3) \approx 0,01828 \text{ моль}$

Из соотношения $n(Cl_2) : n(AlCl_3) = 3 : 2$ следует, что:

$n(Cl_2) = \frac{3}{2} \cdot n(AlCl_3) = 1,5 \cdot 0,01828 \text{ моль} \approx 0,02742 \text{ моль}$

5. Рассчитаем массы прореагировавших веществ по формуле $m = n \cdot M$:

Масса прореагировавшего алюминия:

$m(Al) = n(Al) \cdot M(Al) = 0,01828 \text{ моль} \cdot 27 \text{ г/моль} \approx 0,49 \text{ г}$

Масса прореагировавшего хлора:

$m(Cl_2) = n(Cl_2) \cdot M(Cl_2) = 0,02742 \text{ моль} \cdot 71 \text{ г/моль} \approx 1,95 \text{ г}$

Проверка по закону сохранения массы: $m(Al) + m(Cl_2) = 0,49 \text{ г} + 1,95 \text{ г} = 2,44 \text{ г}$. Масса реагентов равна массе продукта, расчеты верны.

Ответ: масса прореагировавшего алюминия – 0,49 г, масса прореагировавшего хлора – 1,95 г.