Какой объемгаза получится, если смешать 31,8 г карбоната натрия с 250 мл 10%-ного раствора хлорида алюминия (плотность 1,068 г/мл)?

Химия 11 класс Газовые реакции и стехиометрия Объём газа карбонат натрия раствор хлорида алюминия химические реакции плотность раствора Новый

Чтобы определить объем газа, который получится в результате реакции между карбонатом натрия и хлоридом алюминия, нужно сначала рассмотреть саму реакцию и ее условия. Давайте разберем этот процесс по шагам.

Шаг 1: Определение массы раствора хлорида алюминия

• Для начала найдем массу 250 мл 10%-ного раствора хлорида алюминия.
• Плотность раствора составляет 1,068 г/мл, следовательно, масса раствора будет равна: масса = объем × плотность = 250 мл × 1,068 г/мл = 267 г.

Шаг 2: Определение массы хлорида алюминия в растворе

• 10%-ный раствор означает, что в 100 г раствора содержится 10 г хлорида алюминия.
• Таким образом, в 267 г раствора будет содержаться: (10 г / 100 г) × 267 г = 26,7 г хлорида алюминия.

Шаг 3: Уравнение реакции

Реакция между карбонатом натрия (Na2CO3) и хлоридом алюминия (AlCl3) можно записать следующим образом:

Na2CO3 + 2AlCl3 → 2NaCl + Al2(CO3)3

Однако, в данной реакции будет образовываться газ (в данном случае, скорее всего, углекислый газ CO2), если карбонат алюминия разлагается.

Шаг 4: Определение стехиометрии реакции

• Из уравнения видно, что на 1 моль карбоната натрия требуется 2 моля хлорида алюминия.
• Теперь найдем количество вещества карбоната натрия: Молярная масса Na2CO3 = 2 × 23 (Na) + 12 (C) + 3 × 16 (O) = 106 г/моль. Количество вещества Na2CO3 = 31,8 г / 106 г/моль ≈ 0,3 моль.
• Теперь определим количество вещества хлорида алюминия: Молярная масса AlCl3 = 27 (Al) + 3 × 35,5 (Cl) = 133,5 г/моль. Количество вещества AlCl3 = 26,7 г / 133,5 г/моль ≈ 0,2 моль.

Шаг 5: Определение, что реагирует полностью

Согласно уравнению реакции, для 0,3 моль карбоната натрия потребуется 0,6 моль хлорида алюминия. У нас есть только 0,2 моль AlCl3, значит, именно он будет лимитирующим реагентом.

Шаг 6: Определение объема газа

• По уравнению реакции, на 2 моль AlCl3 образуется 1 моль CO2.
• Следовательно, из 0,2 моль AlCl3 получится: 0,2 моль AlCl3 × (1 моль CO2 / 2 моль AlCl3) = 0,1 моль CO2.
• Теперь найдем объем газа при нормальных условиях (н.у.), где 1 моль газа занимает 22,4 л: Объем CO2 = 0,1 моль × 22,4 л/моль = 2,24 л.

Ответ: Объем газа, который получится в результате реакции, составляет 2,24 литра.