Задание №22 — Расчёты

Решение.

1. Запишем уравнение химической реакции между оксидом алюминия и серной кислотой. При взаимодействии основного оксида с кислотой образуются соль и вода:
$Al_{2}O_{3} + 3H_{2}SO_{4} \rightarrow Al_{2}(SO_{4})_{3} + 3H_{2}O$

2. Рассчитаем массу чистой серной кислоты в исходном растворе. Для этого массу раствора умножим на массовую долю кислоты (переведя проценты в десятичную дробь):
$m(H_{2}SO_{4}) = m(р-ра) \cdot \omega = 29,4 \, \text{г} \cdot 0,1 = 2,94 \, \text{г}$

3. Вычислим количество вещества (число моль) серной кислоты. Молярная масса серной кислоты $M(H_{2}SO_{4}) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 98 \, \text{г/моль}$:
$n(H_{2}SO_{4}) = \frac{m(H_{2}SO_{4})}{M(H_{2}SO_{4})} = \frac{2,94 \, \text{г}}{98 \, \text{г/моль}} = 0,03 \, \text{моль}$

4. Определим количество вещества образовавшейся соли — сульфата алюминия. Согласно уравнению реакции, из 3 моль кислоты получается 1 моль соли (соотношение коэффициентов $3:1$):
$n(Al_{2}(SO_{4})_{3}) = \frac{1}{3} n(H_{2}SO_{4}) = \frac{1}{3} \cdot 0,03 \, \text{моль} = 0,01 \, \text{моль}$

5. Вычислим массу образовавшейся соли. Сначала найдем молярную массу сульфата алюминия $M(Al_{2}(SO_{4})_{3}) = 2 \cdot 27 + 3 \cdot (32 + 4 \cdot 16) = 54 + 3 \cdot 96 = 342 \, \text{г/моль}$:
$m(Al_{2}(SO_{4})_{3}) = n(Al_{2}(SO_{4})_{3}) \cdot M(Al_{2}(SO_{4})_{3}) = 0,01 \, \text{моль} \cdot 342 \, \text{г/моль} = 3,42 \, \text{г}$

Ответ: 3,42 г

Источник: ФИПИ