Задача по химии 8 класс

Уравнение реакции сгорания алюминия на воздухе:

4 Al + 3 O2 → 2 Al2O3

Это уравнение можно балансировать с помощью электронного баланса:

4 Al + 3 O2 + 12 e- → 2 Al3+ + 6 O2-

12 e- + 6 O2- → 3 O2

Итак, образование 51 г оксида алюминия (Al2O3) соответствует образованию 51 / 101.96 ≈ 0.5 моль Al2O3. Так как соотношение между Al2O3 и Al в уравнении реакции 2:4 или 1:2, то количество моль алюминия (Al), вступившего в реакцию, будет 0.5 × 2 = 1 моль.

Молярная масса алюминия (Al) равна 26.98 г/моль, поэтому масса алюминия, вступившего в реакцию, будет 1 моль × 26.98 г/моль = 26.98 г.

Объём кислорода (O2), необходимый для реакции, равен объёму кислорода, соответствующему 3 молям O2, так как соотношение между O2 и Al в уравнении реакции 3:4. Таким образом, объём кислорода, необходимый для реакции, будет:

3 моль × 22.4 л/моль = 67.2 л

Объём воздуха, необходимый для реакции, будет больше, чем 67.2 л, так как воздух содержит не только кислород, но и другие газы (например, азот). Объёмная доля кислорода в воздухе 21%, значит, объём воздуха, необходимый для реакции, будет:

67.2 л / 0.21 = 320 л (приблизительно)

Уравнение реакции сгорания алюминия на воздухе:

4Al + 3O2 → 2Al2O3

Молярная масса Al2O3 = 102 г/моль

Масса Al2O3 = 51 г

Моль Al2O3 = масса / молярная масса = 51/102 = 0,5 моль

Так как коэффициент при Al в уравнении реакции равен 4, то моль Al, вступившего в реакцию, также равна 0,5 моль.

Молярная масса Al = 27 г/моль

Масса Al = моль * молярная масса = 0,5 * 27 = 13,5 г

Для сгорания 4 моль Al требуется 3 моль O2. Для сгорания 0,5 моль Al требуется 0,375 моль O2.

Объёмная доля кислорода в воздухе 21%, значит, объемная доля азота равна 79%.

Объем воздуха, необходимый для сгорания 0,375 моль O2:

V(O2) = (0,375 моль * 22,4 л/моль) / 0,21 = 15,86 л

Таким образом, для проведения реакции необходим объем воздуха примерно равный 15,86 л.