Какой объем аммиака можно получить, если для его синтеза использовать водород, выделяющийся при взаимодействии 8,1 г алюминия с 200 мл раствора с плотностью 1,3 г/мл и массовой долей гидроксида натрия 20%.
Для решения задачи необходимо сначала вычислить количество выделившегося водорода, а затем по расходу водорода определить объем полученного аммиака.
Вычислим количество водорода, выделяющегося при взаимодействии 8,1 г алюминия с гидроксидом натрия: 2Al + 6NaOH -> 2Na_3AlO_3 + 3H_2.
Молярная масса Al = 27 г/моль, NaOH = 40 г/моль, H_2 = 2 г/моль. Масса NaOH в растворе: mNaOHNaOHNaOH = \rho \cdot V = 1,3 г/мл \cdot 200 мл = 260 г. Количество молей NaOH: nNaOHNaOHNaOH = mNaOHNaOHNaOH / MNaOHNaOHNaOH = 260 г / 40 г/моль = 6,5 моль.
Так как в реакции 2 моля NaOH соответствуют 3 молям H_2, то количество молей выделившегося водорода равно: nH2H_2H2 = 6,5 моль NaOH \cdot 3мольH2/2мольNaOH3 моль H_2 / 2 моль NaOH3мольH2/2мольNaOH = 9,75 моль.
Масса выделившегося водорода: mH2H_2H2 = nH2H_2H2 \cdot MH2H_2H2 = 9,75 моль \cdot 2 г/моль = 19,5 г.
Определим объем аммиака, образовавшегося при синтезе аммиака из водорода: 3H_2 + N_2 -> 2NH_3.
Масса аммиака равна массе водорода: mNH3NH_3NH3 = mH2H_2H2 = 19,5 г.
Так как молярная масса аммиака NH_3 равна 17 г/моль, то количество молей аммиака: nNH3NH_3NH3 = mNH3NH_3NH3 / MNH3NH_3NH3 = 19,5 г / 17 г/моль = 1,15 моль.
Объем аммиака при н.у.: VNH3NH_3NH3 = nNH3NH_3NH3 \cdot 22,4 л/моль = 1,15 моль \cdot 22,4 л/моль = 25,84 л.
Итак, объем аммиака, полученного при реакции с водородом, равен 25,84 л.
Для решения задачи необходимо сначала вычислить количество выделившегося водорода, а затем по расходу водорода определить объем полученного аммиака.
Вычислим количество водорода, выделяющегося при взаимодействии 8,1 г алюминия с гидроксидом натрия:2Al + 6NaOH -> 2Na_3AlO_3 + 3H_2.
Молярная масса Al = 27 г/моль, NaOH = 40 г/моль, H_2 = 2 г/моль.
Масса NaOH в растворе:
mNaOHNaOHNaOH = \rho \cdot V = 1,3 г/мл \cdot 200 мл = 260 г.
Количество молей NaOH:
nNaOHNaOHNaOH = mNaOHNaOHNaOH / MNaOHNaOHNaOH = 260 г / 40 г/моль = 6,5 моль.
Так как в реакции 2 моля NaOH соответствуют 3 молям H_2, то количество молей выделившегося водорода равно:
nH2H_2H2 = 6,5 моль NaOH \cdot 3мольH2/2мольNaOH3 моль H_2 / 2 моль NaOH3мольH2 /2мольNaOH = 9,75 моль.
Масса выделившегося водорода:
Определим объем аммиака, образовавшегося при синтезе аммиака из водорода:mH2H_2H2 = nH2H_2H2 \cdot MH2H_2H2 = 9,75 моль \cdot 2 г/моль = 19,5 г.
3H_2 + N_2 -> 2NH_3.
Масса аммиака равна массе водорода:
mNH3NH_3NH3 = mH2H_2H2 = 19,5 г.
Так как молярная масса аммиака NH_3 равна 17 г/моль, то количество молей аммиака:
nNH3NH_3NH3 = mNH3NH_3NH3 / MNH3NH_3NH3 = 19,5 г / 17 г/моль = 1,15 моль.
Объем аммиака при н.у.:
VNH3NH_3NH3 = nNH3NH_3NH3 \cdot 22,4 л/моль = 1,15 моль \cdot 22,4 л/моль = 25,84 л.
Итак, объем аммиака, полученного при реакции с водородом, равен 25,84 л.