Какой объём водорода (н.у.) образуется при взаимодействии соляной кислоты с 540 мг алюминия, содержащего 40% примесей? Какое количество вещества соли при этом получится?

Для того чтобы рассчитать объём водорода, который образуется при взаимодействии соляной кислоты с алюминием, и количество вещества соли, нужно выполнить несколько шагов:

1. Нахождение массы чистого алюминия:

   Известно, что масса алюминия составляет 540 мг, а содержание примесей в нём 40%. Следовательно, масса чистого алюминия будет:

   $$m_{\text{Al}} = 540 \, \text{мг} \times (1 - 0.4) = 540 \, \text{мг} \times 0.6 = 324 \, \text{мг} = 0.324 \, \text{г}$$

2. Запись химической реакции:

   Реакция взаимодействия алюминия с соляной кислотой выглядит следующим образом:

   $$2 \, \text{Al} + 6 \, \text{HCl} \rightarrow 2 \, \text{AlCl}_3 + 3 \, \text{H}_2$$

   Это значит, что 2 молекулы алюминия (Al) реагируют с 6 молекулами соляной кислоты (HCl), образуя 2 молекулы хлорида алюминия (AlCl₃) и 3 молекулы водорода (H₂).

3. Нахождение количества вещества алюминия:

   Молекулярная масса алюминия (Al) составляет 27 г/моль. Следовательно, количество вещества алюминия будет:

   $$n_{\text{Al}} = \frac{m_{\text{Al}}}{M_{\text{Al}}} = \frac{0.324 \, \text{г}}{27 \, \text{г/моль}} = 0.012 \, \text{моль}$$

4. Нахождение количества вещества водорода (H₂):

   Согласно реакции, на 2 моль алюминия образуется 3 моль водорода. Следовательно, количество вещества водорода будет:

   $$n_{\text{H}_2} = n_{\text{Al}} \times \frac{3}{2} = 0.012 \, \text{моль} \times \frac{3}{2} = 0.018 \, \text{моль}$$

5. Нахождение объёма водорода при нормальных условиях (н.у.):

   При нормальных условиях 1 моль любого газа занимает 22.4 литра. Таким образом, объём водорода будет:

   $$V_{\text{H}_2} = n_{\text{H}_2} \times 22.4 \, \text{л/моль} = 0.018 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} = 0.4032 \, \text{л}$$

   То есть объём водорода, образующегося при реакции, составляет 0.4032 литра или 403.2 мл.

6. Нахождение массы соли (AlCl₃):

   Из уравнения реакции видно, что 2 моль алюминия образуют 2 моль хлорида алюминия. Следовательно, количество вещества соли будет равно количеству вещества алюминия:

   $$n_{\text{AlCl}_3} = n_{\text{Al}} = 0.012 \, \text{моль}$$

   Молекулярная масса хлорида алюминия (AlCl₃) составляет 133.5 г/моль. Следовательно, масса соли будет:

   $$m_{\text{AlCl}_3} = n_{\text{AlCl}_3} \times M_{\text{AlCl}_3} = 0.012 \, \text{моль} \times 133.5 \, \text{г/моль} = 1.602 \, \text{г}$$

Итак, при взаимодействии соляной кислоты с 540 мг алюминия, содержащего 40% примесей, образуется 0.4032 литра (или 403.2 мл) водорода, и 1.602 г хлорида алюминия.