Какая масса раствора, содержащего 0,2 массовые доли серной кислоты, израсходуется на реакцию с 4,5 г...

Для решения данной задачи необходимо определить количество серной кислоты, необходимое для реакции с 4,5 г алюминия, и затем вычислить массу раствора.

1. Начнем с уравнения реакции между серной кислотой (H2SO4) и алюминием (Al): 3H2SO4 + 2Al → Al2(SO4)3 + 3H2

2. Вычислим количество моль алюминия: Молярная масса Al = 26,98 г/моль n(Al) = m(Al) / M(Al) = 4,5 г / 26,98 г/моль ≈ 0,167 моль

3. С учетом уравнения реакции, заметим, что на 2 моль алюминия требуется 3 моля серной кислоты: n(H2SO4) = 3/2 n(Al) = 3/2 0,167 ≈ 0,25 моль

4. Теперь вычислим массу серной кислоты: Молярная масса H2SO4 = 98 г/моль m(H2SO4) = n(H2SO4) M(H2SO4) = 0,25 моль 98 г/моль ≈ 24,5 г

5. Наконец, найдем массу раствора: Поскольку раствор содержит 0,2 массовых доли серной кислоты, то 100 г раствора содержат 20 г H2SO4. Пусть масса раствора равна Х г. Тогда: 20 г / 100 г * Х г = 24,5 г 0,2 Х = 24,5 Х = 24,5 / 0,2 ≈ 122,5 г

Таким образом, для реакции с 4,5 г алюминия потребуется примерно 122,5 г раствора, содержащего 0,2 массовых доли серной кислоты.

Для решения задачи, нужно сначала определить, сколько серной кислоты потребуется для реакции с 4,5 г алюминия. Затем, зная массовую долю серной кислоты в растворе, можно будет найти общую массу раствора.

1. Определение химической реакции:

Реакция между алюминием и серной кислотой описывается уравнением:

[ 2Al + 3H_2SO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 3H_2 ]

Это означает, что 2 моля алюминия реагируют с 3 молями серной кислоты.

2. Молярная масса веществ:

• Молярная масса алюминия (Al) = 27 г/моль.
• Молярная масса серной кислоты (H₂SO₄) = 98 г/моль.

3. Определение количества молей алюминия:

Количество молей алюминия в 4,5 г:

[ n(Al) = \frac{4,5 \, \text{г}}{27 \, \text{г/моль}} = 0,1667 \, \text{моль} ]

4. Определение количества молей серной кислоты:

По стехиометрии реакции, на 2 моля алюминия требуется 3 моля серной кислоты. Следовательно, на 0,1667 моль алюминия потребуется:

[ n(H_2SO_4) = 0,1667 \, \text{моль} \times \frac{3}{2} = 0,250 \, \text{моль} ]

5. Масса серной кислоты:

Масса серной кислоты, необходимой для реакции:

[ m(H_2SO_4) = 0,250 \, \text{моль} \times 98 \, \text{г/моль} = 24,5 \, \text{г} ]

6. Масса раствора:

Массовая доля серной кислоты в растворе составляет 0,2 (или 20%). Это значит, что в 100 г раствора содержится 20 г серной кислоты. Для нахождения массы раствора, содержащего 24,5 г серной кислоты, используем формулу массовой доли:

[ \omega = \frac{m{\text{в-ва}}}{m{\text{р-ра}}} ]

[ 0,2 = \frac{24,5 \, \text{г}}{m_{\text{р-ра}}} ]

Отсюда масса раствора:

[ m_{\text{р-ра}} = \frac{24,5 \, \text{г}}{0,2} = 122,5 \, \text{г} ]

Таким образом, для реакции с 4,5 г алюминия потребуется 122,5 г раствора серной кислоты с массовой долей 0,2.