Рассчитайте массу 20 % -го раствора серной кислоты, необходимой для растворения образца алюминия, содержащего 1,806*1023 атомов металла. Сколько литров газа выделится при этом?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Масса образца алюминия составляет:
M_Al = molar mass_Al number of atoms_Al
M_Al = 26.98 g/mol 1.80610^23 atoms
M_Al = 4.87318810^24 g

Для растворения алюминия необходимо вступление в реакцию со серной кислотой по уравнению:
2Al + 3H2SO4 -> Al2(SO4)3 + 3H2

Молярная масса серной кислоты (H2SO4) = 98 g/mol
Молярная масса алюминия (Al) = 26.98 g/mol

Масса серной кислоты, необходимая для реакции с 1 молью алюминия:
m_H2SO4 = 3/2 molar mass_Al / molar mass_H2SO4
m_H2SO4 = 3/2 26.98 g/mol / 98 g/mol
m_H2SO4 = 0.828 g

Масса серной кислоты, необходимая для растворения образца алюминия:
m_total = M_Al 0.828 g
m_total = 4.87318810^24 g 0.828 g
m_total = 4.03256710^24 g

Теперь найдем массу 20% раствора серной кислоты:
m_solution = m_total / 0.20
m_solution = 4.03256710^24 g / 0.20
m_solution = 2.016283510^25 g

Объем газа выделится при реакции можно рассчитать по закону пропорций:
V_gas = n_gas * 22.4 L/mol
где n_gas - количество молей выделенного газа

Количество молей газа, выделяющегося при реакции, можно найти, зная количество молей алюминия:
n_Al = M_Al / molar mass_Al
n_Al = 4.87318810^24 g / 26.98 g/mol
n_Al = 1.80592410^23 mol

Учитывая стехиометрию реакции, количество молей газа тоже равно 1.805924*10^23 mol

V_gas = 1.80592410^23 mol 22.4 L/mol
V_gas = 4.0425579*10^24 L

Итак, для растворения образца алюминия потребуется 2.016283510^25 г 20% раствора серной кислоты, и при этом выделится 4.042557910^24 литра газа.