Номер 130, страница 34 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

130. При сгорании алюминия в кислороде образуется оксид алюминия. Рассчитайте массу алюминия и объём (н. у.) кислорода, необходимых для получения оксида алюминия массой 128 г.

Дано:

$m(Al_2O_3) = 128 \text{ г}$
Условия: н. у. (нормальные условия)

$m(Al_2O_3) = 128 \text{ г} = 0.128 \text{ кг}$

Найти:

$m(Al) - ?$

$V(O_2) - ?$

Решение:

1. Сначала запишем сбалансированное уравнение химической реакции горения алюминия в кислороде. В результате реакции образуется оксид алюминия ($Al_2O_3$):

$4Al + 3O_2 \rightarrow 2Al_2O_3$

Из уравнения видно, что 4 моль алюминия реагируют с 3 моль кислорода, образуя 2 моль оксида алюминия.

2. Рассчитаем молярную массу оксида алюминия ($Al_2O_3$) и алюминия ($Al$), используя относительные атомные массы из периодической таблицы химических элементов ($Ar(Al) = 27$, $Ar(O) = 16$):

$M(Al) = 27 \text{ г/моль}$

$M(Al_2O_3) = 2 \cdot Ar(Al) + 3 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 27 + 3 \cdot 16 = 54 + 48 = 102 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества (в молях) оксида алюминия, масса которого нам известна:

$n(Al_2O_3) = \frac{m(Al_2O_3)}{M(Al_2O_3)} = \frac{128 \text{ г}}{102 \text{ г/моль}} \approx 1.255 \text{ моль}$

4. Используя стехиометрические коэффициенты из уравнения реакции, найдем количество вещества алюминия и кислорода, которые потребовались для реакции.

Соотношение количеств веществ $n(Al) : n(Al_2O_3) = 4 : 2 = 2 : 1$.

$n(Al) = 2 \cdot n(Al_2O_3) = 2 \cdot \frac{128}{102} \text{ моль} \approx 2.51 \text{ моль}$

Соотношение количеств веществ $n(O_2) : n(Al_2O_3) = 3 : 2 = 1.5 : 1$.

$n(O_2) = 1.5 \cdot n(Al_2O_3) = 1.5 \cdot \frac{128}{102} \text{ моль} \approx 1.88 \text{ моль}$

5. Теперь мы можем рассчитать массу алюминия:

$m(Al) = n(Al) \cdot M(Al) = (2 \cdot \frac{128}{102}) \text{ моль} \cdot 27 \text{ г/моль} \approx 67.8 \text{ г}$

6. И объём кислорода при нормальных условиях (н. у.). При н. у. молярный объём любого газа ($V_m$) составляет 22.4 л/моль.

$V(O_2) = n(O_2) \cdot V_m = (1.5 \cdot \frac{128}{102}) \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} \approx 42.2 \text{ л}$

Ответ: для получения 128 г оксида алюминия необходимы алюминий массой примерно 67.8 г и кислород объёмом примерно 42.2 л (н. у.).