При действии алюминия на оксид цинка массой 32.4 г получим 24 г цинка найти м.д выхода продукта

Для нахождения массовой доли выхода продукта при взаимодействии алюминия с оксидом цинка необходимо выполнить несколько шагов, включая расчеты по химическим уравнениям и применение стехиометрии.

1. Напишем уравнение реакции: [ 3 \text{ZnO} + 2 \text{Al} \rightarrow 3 \text{Zn} + \text{Al}_2\text{O}_3 ]

2. Найдем молярные массы участвующих веществ:

   • Молярная масса ZnO: ( 65 + 16 = 81 ) г/моль.
   • Молярная масса Zn: ( 65 ) г/моль.
   • Молярная масса Al: ( 27 ) г/моль.
   • Молярная масса ( \text{Al}_2\text{O}_3 ): ( 2 \times 27 + 3 \times 16 = 102 ) г/моль.

3. Рассчитаем количество вещества оксида цинка, взятого для реакции: [ n(\text{ZnO}) = \frac{m(\text{ZnO})}{M(\text{ZnO})} = \frac{32.4 \text{ г}}{81 \text{ г/моль}} = 0.4 \text{ моль} ]

4. По уравнению реакции видно, что 3 моль ZnO дают 3 моль Zn, следовательно, количество вещества цинка, которое теоретически можно получить: [ n(\text{Zn}) = n(\text{ZnO}) = 0.4 \text{ моль} ]

5. Рассчитаем теоретическую массу цинка, которую можно получить: [ m(\text{Zn})_{\text{теор}} = n(\text{Zn}) \times M(\text{Zn}) = 0.4 \text{ моль} \times 65 \text{ г/моль} = 26 \text{ г} ]

6. Массовая доля выхода продукта (цинка) определяется как отношение фактической массы продукта к теоретической, умноженное на 100%: [ \text{м.д. выхода} = \frac{m(\text{Zn}){\text{факт}}}{m(\text{Zn}){\text{теор}}} \times 100\% = \frac{24 \text{ г}}{26 \text{ г}} \times 100\% \approx 92.31\% ]

Таким образом, массовая доля выхода цинка в данной реакции составляет приблизительно 92.31%.

Для решения данной задачи нам необходимо использовать закон сохранения массы, согласно которому масса реагентов должна быть равна массе продуктов реакции.

Масса алюминия (Al) равна 32.4 г. Масса цинка (Zn) равна 24 г.

Для нахождения молярной массы цинка (Zn) воспользуемся периодической системой элементов. Молярная масса цинка (Zn) составляет 65.38 г/моль.

Теперь рассчитаем количество вещества (моль) алюминия (Al) и цинка (Zn), используя их массы и молярные массы: n(Al) = m(Al) / M(Al) = 32.4 г / 26.98 г/моль ≈ 1.2 моль n(Zn) = m(Zn) / M(Zn) = 24 г / 65.38 г/моль ≈ 0.37 моль

Согласно уравнению реакции: 2Al + 3ZnO → Al2O3 + 3Zn

Моль соотношение между алюминием и цинком равно 2:3, поэтому моль цинка (Zn) должно быть в 1.5 раза больше моль алюминия (Al). Однако у нас количество молей цинка меньше, чем необходимо. Следовательно, алюминий является ограничивающим реагентом.

Теперь найдем массу алюминия, необходимую для образования 24 г цинка: m(Al) = n(Al) M(Al) = 0.37 моль 26.98 г/моль ≈ 9.98 г

Таким образом, для получения 24 г цинка необходимо использовать примерно 9.98 г алюминия.