При взаимодействии 5,4 г Al с соляной кислотой было получено 6,4 л водорода (н.у.). Сколько это составляет процентов от теоретически возможного?

Сначала нужно вычислить, сколько граммов водорода было получено. Для этого воспользуемся уравнением реакции между алюминием и соляной кислотой:

2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2

Согласно уравнению, на каждые 2 моля алюминия необходимо 3 моля водорода. Молярная масса алюминия равна 27 г/моль, а молярная масса водорода равна 2 г/моль. Таким образом, если бы все 5,4 г алюминия прореагировали с соляной кислотой, то должно было получиться:

n(Al) = 5,4 г / 27 г/моль = 0,2 моль Al

n(H2) = 0,2 моль Al × 3 моль H2 / 2 моль Al = 0,3 моль H2

m(H2) = 0,3 моль H2 × 2 г/моль = 0,6 г H2

Однако было получено 6,4 л водорода при нормальных условиях (температура 0 °C и давление 1 атмосфера), что соответствует 0,286 моль H2:

V(H2) = 6,4 л = 0,0064 м3

n(H2) = V(H2) × P(н.у.) / (R × T(н.у.)) = 1,01325 * 10^5 Па * 0,0064 м3 / (8,314 Дж/моль*К * 273,15 К) = 0,286 моль H2

Теперь можем вычислить процент выхода водорода:

% выхода = (фактическое количество H2 / теоретическое количество H2) × 100% = (0,286 моль / 0,3 моль) × 100% = 95,3%

Таким образом, выход водорода составил 95,3% от теоретически возможного.