Номер 199, страница 43 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

199. Водород какого объёма (н. у.) выделится при действии избытка хлороводородной кислоты на алюминий химическим количеством 0,200 моль?

Дано:

Химическое количество алюминия, $n(\text{Al}) = 0,200 \text{ моль}$

Хлороводородная кислота ($\text{HCl}$) в избытке.

Условия нормальные (н. у.), молярный объем газа $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$.

Найти:

Объем выделившегося водорода, $V(\text{H}_2)$ - ?

Решение:

1. Запишем уравнение химической реакции взаимодействия алюминия с хлороводородной кислотой. Алюминий, как активный металл, стоящий в ряду напряжений до водорода, реагирует с кислотой с образованием соли (хлорида алюминия) и выделением водорода.

Уравнение реакции:

$2\text{Al} + 6\text{HCl} \rightarrow 2\text{AlCl}_3 + 3\text{H}_2\uparrow$

2. Согласно условию, хлороводородная кислота дана в избытке. Это означает, что алюминий прореагирует полностью, и он является лимитирующим реагентом. Все дальнейшие расчеты будем вести по количеству алюминия.

3. Из уравнения реакции видно стехиометрическое соотношение между алюминием и водородом: из 2 моль алюминия образуется 3 моль водорода. Составим пропорцию, чтобы найти химическое количество водорода ($n(\text{H}_2)$), которое выделится из 0,200 моль алюминия:

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

4. Выразим из пропорции и вычислим химическое количество водорода:

$n(\text{H}_2) = \frac{3 \times n(\text{Al})}{2} = \frac{3 \times 0,200 \text{ моль}}{2} = 0,300 \text{ моль}$

5. Объем газа при нормальных условиях (н. у.) можно найти по формуле, используя молярный объем газов $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$:

$V = n \times V_m$

6. Подставим значения и рассчитаем объем выделившегося водорода:

$V(\text{H}_2) = n(\text{H}_2) \times V_m = 0,300 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} = 6,72 \text{ л}$

Ответ: объем выделившегося водорода при нормальных условиях составляет 6,72 л.