Номер 215, страница 47 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

215. Сульфат алюминия какой максимальной массой можно теоретически получить из серы массой 240 г?

Дано:

$m(S) = 240 \text{ г}$

$m(S) = 240 \text{ г} = 0.24 \text{ кг}$

Найти:

$m(\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3)$ - ?

Решение:

Для нахождения максимальной теоретической массы сульфата алюминия ($\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3$), который можно получить из серы, необходимо установить стехиометрическое соотношение между атомами серы в исходном веществе и в конечном продукте.

Химическая формула сульфата алюминия — $\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3$. Она показывает, что в одной формульной единице сульфата алюминия содержится 3 атома серы. Это означает, что для получения 1 моль $\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3$ требуется 3 моль атомов серы (S), вне зависимости от промежуточных стадий синтеза.

Таким образом, соотношение количеств веществ серы и сульфата алюминия составляет:
$\frac{n(S)}{n(\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3)} = \frac{3}{1}$
Отсюда, $n(\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3) = \frac{n(S)}{3}$.

1. Рассчитаем молярные массы серы и сульфата алюминия, используя относительные атомные массы из периодической таблицы химических элементов: $Ar(S) \approx 32$, $Ar(Al) \approx 27$, $Ar(O) \approx 16$.
Молярная масса серы: $M(S) = 32 \text{ г/моль}$.
Молярная масса сульфата алюминия:
$M(\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3) = 2 \cdot Ar(\text{Al}) + 3 \cdot (Ar(S) + 4 \cdot Ar(O)) = 2 \cdot 27 + 3 \cdot (32 + 4 \cdot 16) = 54 + 3 \cdot (32 + 64) = 54 + 288 = 342 \text{ г/моль}$.

2. Найдем количество вещества (в молях) серы, содержащееся в 240 г.
$n(S) = \frac{m(S)}{M(S)} = \frac{240 \text{ г}}{32 \text{ г/моль}} = 7.5 \text{ моль}$.

3. Рассчитаем количество вещества сульфата алюминия, которое можно теоретически получить из данного количества серы.
$n(\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3) = \frac{n(S)}{3} = \frac{7.5 \text{ моль}}{3} = 2.5 \text{ моль}$.

4. Найдем максимальную массу сульфата алюминия.
$m(\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3) = n(\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3) \cdot M(\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3) = 2.5 \text{ моль} \cdot 342 \text{ г/моль} = 855 \text{ г}$.

Ответ: максимальная масса сульфата алюминия, которую можно теоретически получить, составляет 855 г.