Какова масса твердого остатка после калибровки смеси порошков алюминия и угля без доступа воздуха и завершения реакции?

Суть вопроса: Масса остатка после калибровки смеси порошков алюминия и угля

Пояснение: После калибровки смеси порошков алюминия и угля без доступа воздуха и завершения реакции, происходит химическая реакция, называемая термическим разложением. В результате этой реакции, алюминий окисляется углеродом при высоких температурах, и в результате образуется угарный газ (оксид углерода) и твердый остаток.

Масса остатка после калибровки может быть рассчитана с помощью уравнений реакции и молярных масс компонентов. В начале следует установить, каковы соотношения между массами алюминия и угля в исходной смеси. Затем можно использовать уравнение реакции и стехиометрию, чтобы определить массу угарного газа и массу твердого остатка.

Демонстрация: Предположим, у нас есть смесь порошков алюминия массой 10 грамм и угля массой 15 грамм. Мы хотим выяснить, какова масса твердого остатка после калибровки. Молярная масса алюминия составляет 27 г/моль, а молярная масса угля составляет 12 г/моль. Уравнение реакции будет выглядеть примерно так:
2Al + 3C → Al2O3 + 3CO

Сначала рассчитаем количество вещества алюминия и угля:
Моль алюминия = масса алюминия / молярная масса алюминия = 10 г / 27 г/моль = 0.37 моль
Моль угля = масса угля / молярная масса угля = 15 г / 12 г/моль = 1.25 моль

Затем определим соотношение между мольными количествами алюминия и угля в соответствии с уравнением реакции:
2Al : 3C = 0.37 моль : 1.25 моль

Из данного соотношения следует, что в соответствии с уравнением реакции, требуется 1.85 моль алюминия для реакции с 1.25 молью угля.
Теперь рассчитаем массу твердого остатка:
Масса твердого остатка = масса угля в исходной смеси - масса углеродного газа
Масса твердого остатка = (моль угля - моль угля, необходимого для реакции) × молярная масса угля

Совет: Для лучшего понимания этой темы, важно знать химическую стехиометрию и умение интерпретировать химические уравнения. Рекомендуется изучить основы химии и проработать примеры по расчетам массы остатков после реакций.

Задание: Пусть исходная смесь содержит 20 г порошка алюминия и 30 г порошка угля. Что будет масса твердого остатка после калибровки? (Молярная масса алюминия = 27 г/моль, молярная масса угля = 12 г/моль)