Задание №22 — Расчёты

Решение.

1. Составим уравнение химической реакции между алюминием и соляной кислотой. Алюминий вытесняет водород из кислоты, образуя хлорид алюминия:

$2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_{3} + 3H_{2} \uparrow$

2. Вычислим количество вещества выделившегося водорода ($H_{2}$). Для этого используем значение молярного объема при нормальных условиях ($V_{m} = 22,4$ л/моль):

$n(H_{2}) = \frac{V(H_{2})}{V_{m}} = \frac{6,72 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,3 \text{ моль}$

3. По уравнению реакции определим количество вещества образовавшейся соли — хлорида алюминия ($AlCl_{3}$). Согласно коэффициентам уравнения, из 2 моль $Al$ получается 2 моль $AlCl_{3}$ и 3 моль $H_{2}$. Значит, соотношение количества соли к количеству водорода равно $2:3$:

$n(AlCl_{3}) = \frac{2}{3} \cdot n(H_{2}) = \frac{2}{3} \cdot 0,3 \text{ моль} = 0,2 \text{ моль}$

4. Рассчитаем молярную массу хлорида алюминия и его массу в полученном растворе:

$M(AlCl_{3}) = 27 + 3 \cdot 35,5 = 133,5 \text{ г/моль}$

$m(AlCl_{3}) = n(AlCl_{3}) \cdot M(AlCl_{3}) = 0,2 \text{ моль} \cdot 133,5 \text{ г/моль} = 26,7 \text{ г}$

5. Вычислим массовую долю соли в полученном растворе. По условию масса раствора составляет $178 \text{ г}$:

$\omega(AlCl_{3}) = \frac{m(AlCl_{3})}{m(\text{раствора})} \cdot 100\%$

$\omega(AlCl_{3}) = \frac{26,7 \text{ г}}{178 \text{ г}} \cdot 100\% = 0,15 \cdot 100\% = 15\%$

Ответ: 15%

Источник: ФИПИ