Алюміній масою 4,32 г повністю прореагував з розведеним розчином нітратної кислоти. Обчисли масу алюміній нітрату й об'єм газу (н. у.), які утворилися. Укажи назву газу, якщо відомо, що він є простою речовиною.

Розглянемо рівняння реакції:2Al + 6HNO3 → 2Al(NO3)3 + 3H2O + газМолярна маса алюмінію Al дорівнює 26,98 г/моль, а молярна маса алюміній нітрату Al(NO3)3 дорівнює 212,99 г/моль.Для того, щоб знайти масу алюміній нітрату, спочатку необхідно знайти кількість алюмінію, що прореагував з кислотою. Це можна зробити, поділивши масу алюмінію на його молярну масу:n(Al) = 4,32 г / 26,98 г/моль = 0,16 мольТак як коефіцієнт стехіометрії для алюмінію в цій реакції 2, то кількість Al(NO3)3, яка утворилася, дорівнює:n(Al(NO3)3) = 0,16 моль × 1 / 2 × 2 = 0,16 мольМаса алюміній нітрату, яка утворилася:m(Al(NO3)3) = 0,16 моль × 212,99 г/моль = 34,08 гТепер можна визначити об'єм газу за допомогою закону Гей-Люссака (об'єм газу, утвореного або спожитого при реакції при постійному тиску і температурі, пропорційний кількості речовин, що реагують):V(газу) = n(газу) × RT / Pде n(газу) - кількість газу, R - універсальна газова стала (8,31 Дж/(моль·К)), T - температура в кельвінах (нормальна температура і тиск у СІ: 0 °C і 101,3 кПа), P - тиск у паскалях.Знаємо, що 2 моля розчиненого у воді алюмінію дають 3 моля газу, тому в нашій реакції, 0,16 моль алюмінію повинні утворити:n(газу) = 0,16 моль × 3 моль / 2 м

Ответ:

Щоб розв'язати цю задачу, потрібно скласти рівняння реакції між алюмінієм і нітратною кислотою, збалансувати його і використати закон збереження маси та об'єму газу.

Спочатку складемо рівняння реакції:

2Al + 6HNO3 → 2Al(NO3)3 + 3H2

Рівняння збалансовано, тому застосуємо закон збереження маси, щоб знайти масу алюміній нітрату, який утворився:

Маса Al(NO3)3 = маса Al = 4,32 г

Тепер використаємо закон збереження об'єму газу, щоб знайти об'єм газу, який утворився. У реакції виділився водень (Н2), який є простою речовиною:

1 моль H2 = 22,4 л (за н. у.)

3 моля H2 буде мати об'єм:

V(H2) = 3 моля × 22,4 л/моль = 67,2 л

Отже, об'єм газу (н. у.), який утворився, становить 67,2 л, а назва газу - водень (H2).