Номер 5, страница 268 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

5. Рассчитайте объём водорода, выделившегося при взаимодействии алюминия массой 13,5 г с концентрированным раствором гидроксида натрия.

Дано:

$m(\text{Al}) = 13,5 \text{ г}$

Найти:

$V(\text{H}_2) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение реакции взаимодействия алюминия с водным раствором гидроксида натрия. Алюминий является амфотерным металлом, поэтому он реагирует с растворами щелочей с образованием гидроксокомплекса и выделением водорода. Гидроксид натрия взят в избытке.

$2\text{Al} + 2\text{NaOH} + 6\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{Na}[\text{Al}(\text{OH})_4] + 3\text{H}_2\uparrow$

2. Рассчитаем количество вещества алюминия ($n$), зная его массу ($m$) и молярную массу ($M$). Молярная масса алюминия $M(\text{Al})$ составляет 27 г/моль.

$n(\text{Al}) = \frac{m(\text{Al})}{M(\text{Al})} = \frac{13,5 \text{ г}}{27 \text{ г/моль}} = 0,5 \text{ моль}$

3. По уравнению реакции найдем количество вещества выделившегося водорода. Согласно стехиометрическим коэффициентам, из 2 моль алюминия образуется 3 моль водорода. Составим пропорцию:

$\frac{n(\text{Al})}{2} = \frac{n(\text{H}_2)}{3}$

Отсюда выразим и рассчитаем количество вещества водорода:

$n(\text{H}_2) = \frac{3 \times n(\text{Al})}{2} = \frac{3 \times 0,5 \text{ моль}}{2} = 0,75 \text{ моль}$

4. Зная количество вещества водорода, рассчитаем его объём ($V$). Расчет проведем для нормальных условий (н.у.), при которых молярный объем любого газа ($V_m$) равен 22,4 л/моль.

$V(\text{H}_2) = n(\text{H}_2) \times V_m = 0,75 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} = 16,8 \text{ л}$

Ответ:16,8 л.