Конечно, давайте подробно разберемся с вашими вопросами.
1) Реакции алюминия с перечисленными веществами
Алюминий (Al) может реагировать с рядом веществ. Давайте рассмотрим их по порядку:
Кислород (O₂):
Алюминий активно реагирует с кислородом, образуя оксид алюминия.
[
4 \text{Al} + 3 \text{O}_2 \rightarrow 2 \text{Al}_2\text{O}_3
]
Соляная кислота (HCl):
Реакция алюминия с соляной кислотой приводит к образованию хлорида алюминия и выделению водорода.
[
2 \text{Al} + 6 \text{HCl} \rightarrow 2 \text{AlCl}_3 + 3 \text{H}_2 \uparrow
]
Гидроксид калия (KOH):
Алюминий реагирует с гидроксидом калия в присутствии воды, образуя тетрагидроксоалюминат калия и водород.
[
2 \text{Al} + 2 \text{KOH} + 6 \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2 \text{K[Al(OH)}_4] + 3 \text{H}_2 \uparrow
]
Оксид серы(IV) (SO₂):
Алюминий не реагирует с оксидом серы(IV) при нормальных условиях.
Оксид железа(III) (Fe₂O₃):
Алюминий может восстанавливать оксид железа(III) до железа, это реакция алюминотермии.
[
2 \text{Al} + \text{Fe}_2\text{O}_3 \rightarrow 2 \text{Fe} + \text{Al}_2\text{O}_3
]
Хлорид натрия (NaCl):
Алюминий не реагирует с хлоридом натрия при нормальных условиях.
2) Объём водорода при реакции цинка с раствором серной кислоты
Для начала найдем массу серной кислоты в растворе. У нас есть 20 г 4,9%-ного раствора серной кислоты (H₂SO₄).
Масса серной кислоты:
[
m(\text{H}_2\text{SO}_4) = \frac{4.9}{100} \times 20\, \text{г} = 0.98\, \text{г}
]
Теперь найдем количество вещества серной кислоты:
Молярная масса H₂SO₄ ≈ 98 г/моль.
Количество вещества:
[
n(\text{H}_2\text{SO}_4) = \frac{0.98}{98} = 0.01\, \text{моль}
]
Реакция цинка с серной кислотой:
[
\text{Zn} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{ZnSO}_4 + \text{H}_2 \uparrow
]
Согласно уравнению, 1 моль H₂SO₄ выделяет 1 моль H₂. Таким образом, 0.01 моль H₂SO₄ выделит 0.01 моль H₂.
Теперь найдем объем выделившегося водорода при нормальных условиях (н.у.), где 1 моль газа занимает 22.4 л:
[
V(\text{H}_2) = 0.01 \times 22.4 = 0.224\, \text{л}
]
Таким образом, при реакции цинка с данным раствором серной кислоты выделится 0.224 литра водорода.