В результате полного разложения образца гидроксида алюминия по термохимическому уравнению 2Al(OH)3 t → Al2O3 + 3H2O - 190 кДж было израсходовано 817 кДж теплоты. Оксид алюминия, полученный в процессе, сплавили с кальцинированной содой массой 412 г, в которой содержится 2% инертных примесей. Какова масса (г) полученной соли? Предположим, что сплавление прошло без потерь.

Химия 11 класс Термохимия и реакции сплавления гидроксид алюминия термохимическое уравнение оксид алюминия кальцинированная сода масса соли инертные примеси Новый

Для решения данной задачи нам нужно выполнить несколько шагов.

Шаг 1: Определение количества гидроксида алюминия, которое было разложено.

Сначала мы должны узнать, сколько гидроксида алюминия (Al(OH)3) было разложено, исходя из того, что на это было потрачено 817 кДж теплоты. Согласно термохимическому уравнению, 2 моль Al(OH)3 разлагаются с выделением 190 кДж тепла.

Сначала найдем, сколько моль Al(OH)3 соответствует 817 кДж:

• 190 кДж - это теплота, выделяющаяся при разложении 2 моль Al(OH)3.
• Теплота на 1 моль Al(OH)3: 190 кДж / 2 = 95 кДж.
• Теперь найдем, сколько моль Al(OH)3 соответствует 817 кДж: 817 кДж / 95 кДж/моль ≈ 8,6 моль.

Шаг 2: Определение массы оксида алюминия.

Теперь мы знаем, что было разложено примерно 8,6 моль Al(OH)3. По уравнению реакции 2 моль Al(OH)3 дают 1 моль Al2O3. Значит, 8,6 моль Al(OH)3 дадут:

• 8,6 моль Al(OH)3 * (1 моль Al2O3 / 2 моль Al(OH)3) = 4,3 моль Al2O3.

Теперь найдем массу Al2O3. Молярная масса Al2O3 составляет:

• Al: 27 г/моль (2 атома) = 54 г/моль.
• O: 16 г/моль (3 атома) = 48 г/моль.
• Итого: 54 г/моль + 48 г/моль = 102 г/моль.

Теперь найдем массу Al2O3:

• 4,3 моль * 102 г/моль = 438,6 г.

Шаг 3: Определение массы кальцинированной соды и инертных примесей.

Дано, что масса кальцинированной соды составляет 412 г, из которых 2% - инертные примеси. Найдем массу инертных примесей:

• 2% от 412 г = 0,02 * 412 г = 8,24 г.

Теперь найдем массу чистой кальцинированной соды:

• 412 г - 8,24 г = 403,76 г.

Шаг 4: Определение реакции между оксидом алюминия и кальцинированной содой.

Кальцинированная сода (Na2CO3) реагирует с оксидом алюминия (Al2O3) по уравнению:

Al2O3 + 3Na2CO3 → 2AlNaO2 + 3CO2.

Сначала найдем, сколько моль Na2CO3 в 403,76 г. Молярная масса Na2CO3 составляет:

• Na: 23 г/моль (2 атома) = 46 г/моль.
• C: 12 г/моль (1 атом) = 12 г/моль.
• O: 16 г/моль (3 атома) = 48 г/моль.
• Итого: 46 г/моль + 12 г/моль + 48 г/моль = 106 г/моль.

Теперь найдем количество моль Na2CO3:

• 403,76 г / 106 г/моль ≈ 3,8 моль.

По уравнению реакции на 1 моль Al2O3 требуется 3 моль Na2CO3. У нас 4,3 моль Al2O3, значит, потребуется:

• 4,3 моль Al2O3 * 3 моль Na2CO3/моль Al2O3 = 12,9 моль Na2CO3.

Так как у нас всего 3,8 моль Na2CO3, то он является лимитирующим реагентом.

Шаг 5: Определение массы полученной соли.

По уравнению реакции на 3 моль Na2CO3 образуется 2 моль AlNaO2. Следовательно, 3,8 моль Na2CO3 дадут:

• 3,8 моль Na2CO3 * (2 моль AlNaO2 / 3 моль Na2CO3) = 2,53 моль AlNaO2.

Теперь найдем массу AlNaO2. Молярная масса AlNaO2 составляет:

• Al: 27 г/моль.
• Na: 23 г/моль (2 атома) = 46 г/моль.
• O: 16 г/моль (2 атома) = 32 г/моль.
• Итого: 27 г/моль + 46 г/моль + 32 г/моль = 105 г/моль.

Теперь найдем массу AlNaO2:

• 2,53 моль * 105 г/моль = 265,65 г.

Ответ: Масса полученной соли составляет примерно 265,65 г.