2-31. Вычислите массу оксида алюминия, который образуется при сгорании 135 г порошкообразного алюминия. Рассчитайте массу кислорода, кото- рый потребуется для этого.

Решение:

1. Запишем уравнение реакции горения алюминия: $$4Al + 3O_2 \rightarrow 2Al_2O_3$$
2. Найдем молярную массу алюминия: $$M(Al) = 27 \frac{г}{моль}$$.
3. Найдем количество вещества алюминия: $$n(Al) = \frac{m(Al)}{M(Al)} = \frac{135 \text{ г}}{27 \frac{г}{моль}} = 5 \text{ моль}$$
4. По уравнению реакции, 4 моль алюминия образуют 2 моль оксида алюминия. Следовательно, количество вещества оксида алюминия: $$n(Al_2O_3) = \frac{1}{2} n(Al) = \frac{1}{2} \cdot 5 \text{ моль} = 2.5 \text{ моль}$$
5. Найдем молярную массу оксида алюминия: $$M(Al_2O_3) = 27 \cdot 2 + 16 \cdot 3 = 54 + 48 = 102 \frac{г}{моль}$$.
6. Найдем массу оксида алюминия: $$m(Al_2O_3) = n(Al_2O_3) \cdot M(Al_2O_3) = 2.5 \text{ моль} \cdot 102 \frac{г}{моль} = 255 \text{ г}$$
7. По уравнению реакции, 4 моль алюминия требуют 3 моль кислорода. Следовательно, количество вещества кислорода: $$n(O_2) = \frac{3}{4} n(Al) = \frac{3}{4} \cdot 5 \text{ моль} = 3.75 \text{ моль}$$
8. Найдем молярную массу кислорода: $$M(O_2) = 16 \cdot 2 = 32 \frac{г}{моль}$$.
9. Найдем массу кислорода: $$m(O_2) = n(O_2) \cdot M(O_2) = 3.75 \text{ моль} \cdot 32 \frac{г}{моль} = 120 \text{ г}$$

Ответ: 255 г оксида алюминия, 120 г кислорода.