Какова будет масса хлорида алюминия, который образуется в результате реакции избытка алюминия с 2,24 л (н.у.) хлора?

Для решения этой задачи, давайте начнем с уравнения реакции, описывающего процесс образования хлорида алюминия из алюминия и хлора:

2 Al + 3 Cl2 → 2 AlCl3

Молярное соотношение компонентов в реакции показывает, что каждая молекула алюминия (Al) реагирует с тремя молекулами хлора (Cl2), образуя две молекулы хлорида алюминия (AlCl3).

Теперь, чтобы решить задачу, нам необходимо узнать количество алюминия (Al) и хлора (Cl2), которые участвуют в реакции.

Предположим, что объем хлора равен 2,24 л. Чтобы перевести объем газа к количеству вещества (в молях), мы должны использовать уравнение состояния для идеального газа PV = nRT, где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

Учитывая, что объем газа хлора (Cl2) указан при нормальных условиях (н.у.), при которых температура составляет 273 К (0 °C) и давление - 1 атмосфера (101,325 кПа), мы можем использовать эти значения в уравнении. Универсальная газовая постоянная R составляет 0,0821 атм · л / (моль · К).

Итак, подставим известные значения в уравнение:

(1 атмосфера) * (2.24 л) = n * (0.0821 атм · л / (моль · К)) * (273 К)

2.24 = n * 22.414

n = 2.24 / 22.414
n = 0.1 моль

Таким образом, у нас есть 0.1 моль хлора (Cl2).

Согласно уравнению реакции, для каждого мола хлора (Cl2) реагирует 2 моля алюминия (Al). Поэтому количество алюминия (Al) должно быть удвоено:

0.1 моль хлора (Cl2) * 2 моль алюминия (Al) / 3 моль хлора (Cl2) = 0.067 моль алюминия (Al)

Теперь, чтобы найти массу хлорида алюминия (AlCl3), мы должны использовать молярную массу хлорида алюминия, которая равна сумме масс алюминия (Al) и трех атомов хлора (Cl):

Масса хлорида алюминия (AlCl3) = (масса алюминия (Al) * 2) + (масса хлора (Cl2) * 3)

Молярная масса алюминия (Al) равна 26.98 г/моль, молярная масса хлора (Cl2) равна 70.90 г/моль.

Масса алюминия (Al) = 0.067 моль * 26.98 г/моль
Масса хлора (Cl2) = 0.1 моль * 70.90 г/моль

Масса хлорида алюминия (AlCl3) = (0.067 моль * 26.98 г/моль * 2) + (0.1 моль * 70.90 г/моль * 3)
Масса хлорида алюминия (AlCl3) = 16.23 г + 21.27 г
Масса хлорида алюминия (AlCl3) = 37.50 г

Таким образом, масса хлорида алюминия, образующегося в результате реакции избытка алюминия с 2,24 л (н.у.) хлора, составляет 37.50 г.