Какова объемная доля кислорода в обогащенном кислородом воздухе, который был использован для сжигания 9 г алюминия?

Для решения этой задачи мы будем использовать знания о стехиометрии реакций и законов сохранения массы.

Сначала нам необходимо определить реакцию сгорания алюминия в кислороде. Реакция принимает следующий вид:

$4Al+3O_2\to 2A{l}_2{O}_3$

Здесь мы видим, что на каждые 4 моля алюминия требуется 3 моля кислорода для образования 2 молей оксида алюминия.

Далее нам нужно выразить массу кислорода в реакции через массу алюминия. Для этого мы используем молярные массы элементов:

Молярная масса алюминия (Al) = 26.98 г/моль
Молярная масса кислорода (O) = 16.00 г/моль

Теперь мы можем рассчитать количество молей кислорода, необходимое для реакции сгорания 9 г алюминия. Для этого мы делим массу алюминия на его молярную массу:

$n(Al)=\frac{m(Al)}{M(Al)}$
$n(Al)=\frac{9г}{26.98г/моль}\approx 0.334моль$

Так как коэффициент при кислороде в реакции равен 3, то нам нужно умножить количество молей алюминия на этот коэффициент:

$n(O)=3\cdot n(Al)=3\cdot 0.334моль=1.002моль$

Теперь мы можем рассчитать массу кислорода, используя количество молей и молярную массу:

$m(O)=n(O)\cdot M(O)=1.002моль\cdot 16.00г/моль=16.032г$

Таким образом, масса кислорода, используемая для сжигания 9 г алюминия, составляет 16.032 г.

Наконец, объемная доля кислорода в обогащенном кислородом воздухе может быть рассчитана, используя массу кислорода и массу общего составляющего воздуха:

Доля кислорода = $\frac{m(O)}{m(O_2)}\cdot 100\mathrm{\%}$

Сравнение масс кислорода и кислорода в $O_2$:
Молярная масса $O_2$ = 2 \cdot M(O) = 2 \cdot 16.00\,г/моль = 32.00\,г

Теперь мы можем рассчитать объемную долю кислорода:

$$\text{Доля кислорода}=\frac{16.032г}{32.00г}\cdot 100\mathrm{\%}\approx 50.097\mathrm{\%}$$

Таким образом, объемная доля кислорода в обогащенном кислородом воздухе составляет примерно 50.097%.