Какой будет количество газа (н.у.), образующегося при реакции 24 г смеси алюминия с кремнием, где массовая доля

Решение:

Для решения этой задачи, нам необходимо вычислить количество газа, образующегося при реакции алюминия с кремнием, а также использовать данные о растворе серной кислоты.

1. Рассчитаем количество алюминия (Al) и кремния (Si) в смеси. Массовая доля алюминия составляет 45%, значит масса алюминия равна 24 г * 45% = 10,8 г. Масса кремния равна 24 г - 10,8 г = 13,2 г.

2. Найдем мольные массы алюминия и кремния. Мольная масса алюминия (Al) равна 26,98 г/моль, а кремния (Si) равна 28,09 г/моль.

3. Рассчитаем количество молей алюминия и кремния. Количество молей алюминия равно массе алюминия, поделенной на его мольную массу: 10,8 г / 26,98 г/моль = 0,40 моль. Количество молей кремния равно массе кремния, поделенной на его мольную массу: 13,2 г / 28,09 г/моль = 0,47 моль.

4. Уравновесим реакцию алюминия с кремнием и выясним, что для полной реакции 4 моля алюминия требуются 3 моля кремния. Значит, отношение между мольными количествами алюминия и кремния равно 4:3.

5. Найдем количество молей кремния, соответствующее 0,40 молям алюминия. Для это умножим количество молей алюминия на 3/4: 0,40 моль * 3/4 = 0,30 моль.

6. Найдем массу серной кислоты, используемой в реакции. Масса серной кислоты равна объему раствора, умноженному на его плотность: 506,1 мл * 1,065 г/мл = 539,91 г.

7. Найдем количество молей серной кислоты. Количество молей серной кислоты равно массе серной кислоты, поделенной на ее мольную массу. Мольная масса серной кислоты (H2SO4) равна 98,09 г/моль. Количество молей серной кислоты равно 539,91 г / 98,09 г/моль = 5,50 моль.

8. Найдем количество молей серной кислоты, необходимое для реакции с 0,30 молями кремния. Для этого умножим количество молей кремния на 10/3: 0,30 моль * 10/3 = 1,00 моль.

9. Вычислим количество избыточной серной кислоты. Из общего количества серной кислоты (5,50 моль) вычтем количество, необходимое для реакции с кремнием (1,00 моль): 5,50 моль - 1,00 моль = 4,50 моль.

10. Рассчитаем объем газа (н.у.), образующегося при реакции. Так как на 1 моль серной кислоты (H2SO4) образуется 1 моль газа, то количество газа равно количеству избыточной серной кислоты: 4,50 моль.

Ответ: Количество газа (н.у.), образующегося при реакции, составляет 4,50 моль.

Совет: При решении таких задач, важно следить за правильными пропорциями и уравновешиванием реакции. Также полезно знать мольные массы всех веществ, с которыми вы работаете.

Задача для проверки: Какое количество серной кислоты будет использовано, если масса смеси алюминия и кремния составляет 36 г, а массовая доля алюминия составляет 60%? Мольная масса серной кислоты равна 98,09 г/моль. Объем 10%-ного раствора серной кислоты равен 600 мл. (Плотность равна 1,065 г/мл)