Определите объем газа (н.у.), который получится, если 8 г алюминия поместить в 200 г 8% -ного раствора соляной кислоты. 

Определение объема выделившегося газа в реакции, если одно вещество взято в избытке

 

 

Определение избытка-недостатка

 

 

 

Задача 6. 
Определите объем газа (н.у.), который получится, если 8 г алюминия поместить в 200 г 8% -ного раствора соляной кислоты. Найдите массу раствора после реакции.
Дано:
масса алюминия: m(А1) = 8 г;
масса соляной кислоты: mр-ра(НС1) = 200 г;
массовая доля хлороводорода в соляной кислоте:  (НС1) = 8% .
Найти:
объем выделившегося газа;
массу раствора после реакции.
Решение:

2А1 + 6НС1 - 2А1С1₃ + ЗН₂↑

Сначала необходимо определить, какое вещество будет в недостатке. По нему можно рассчитать объем выделившегося водорода. Алгоритм вычисления массы конечного раствора зависит от того, какое вещество окажется в избытке, поэтому отразить эту часть решения заранее невозможно. Алгоритм вычисления массы конечного раствора зависит от того, какое вещество окажется в избытке. В большинстве задач на определение избытка-недостатка при растворении металла в растворе в недостатке оказывается именно металл. В этом случае
масса конечного раствора определяется очень просто:

m_{кон. р-ра} = т(Ме) + m_{исх. р-ра} – m_газа.

Если же металл окажется в избытке, то его излишек не будет входить в состав конечного раствора, а опустится на дно сосуда.

Поэтому отразить весь алгоритм решения заранее невозможно.

Схематично алгоритм первой части решения будет иметь вид:

1. Определяем массу НС1 в 200 г 8% -ного исходного раствора.

2. Определяем количество веществ НС1 и А1.

3. Выберем за основу алюминий, и определим по уравнению реакции количество вещества НС1, которое необходимо для полного растворения всего (0,296 моль) алюминия.

Составляем пропорцию:

на 0,296 моль А1 должно расходоваться х моль НС1 (по условию)
на 2 моль А1 полностью расходуется 6 моль НС1 (но уравнению)

х = (0,296 ^. 6)/2 = 0,888 моль НС1 должно расходоваться на 0,296 моль А1.

4. Определим, какое вещество дано в недостатке.

 n(НС1) необходимо - 0,888 моль;
n(НС1) дано по условию - 0,438 моль;
0,888моль > 0,438 моль.

В реакции участвует меньше НС1, чем необходимо для полного растворения А1, следовательно, НС1 дано в недостатке. В процессе реакции НС1 израсходуется полностью, а А1 расходуется не весь и часть его останется после реакции.

5. Рассчитаем по уравнению реакции объем (н.у.) выделившегося водорода. Для расчета используем НС1, т.к. это вещество взято в недостатке. 

Составляем пропорцию:

0,438 моль НС1 дают х л Н₂ (по условию)
6 моль НС1 дают 67,2 л Н₂ (по уравнению)

 

выделится в процессе реакции.

6. Определим массу выделившегося Н₂ по алгоритму:

7. Определяем массу раствора после реакции.

m_{кон. р-ра}  = m(HCl)_р-ра +  m(Al)_{растворившегося} – m(H₂)_{выделившегося}

При определении массы конечного раствора нужно учитывать, что алюминий находился в избытке, и часть его осталась после реакции в неизменном виде. Не прореагировавший алюминий, очевидно, не входит в состав раствора и будет находиться на дне. Поэтому нам придется определить массу растворившегося А1. Это можно сделать по уравнению реакции, используя данные по НС1.

Составляем пропорцию:

х т А1 растворяются в 0,438 моль НС1 (по условию)
54 г А1 растворяются в 6 моль НС1 (по уравнению)

Теперь возможно определить массу конечного раствора:

m_{кон. р-ра} = 200 + 3,95 – 0,44 = 203,51 г.

Ответ: объем выделившегося водорода — 4,9 л; масса конечного раствора 203,51 г.

---

Определение объема образовавшегося углекислого газа

Задача 7. 
Определите объем выделившегося газа при взаимодействии 20,0 г карбоната кальция с избытком азотной кислоты.
Решение:
Несмотря на то, что в условии говориться об избытке азотной кислоты, данная задача не относится к типу «на определение избытка-недостатка». В условии указана масса только одного из участников реакции (СаСО₃). Указание на избыток другого участника (НNO₃) показывает, что карбонат кальция расходуется полностью и объем выделившегося газа необходимо считать именно по СаСО₃.

Определим объем образовавшегося углекислого газа из пропорции:

20 г А1 дают х л СО₂ (по условию)
100 г А1 дают 22,4 л СО₂ (по уравнению)

 Ответ: V(CO₂) = 4,

---

Задачи на «избыток-недостаток»:  
1. Определение избытка-недостатка
2 . Алгоритм определения избытка-недостатка 

---