Из 4,08 кг оксида алюминия получили 2 кг алюминия. Вычислите массовую долю (в %) выхода продукта реакции от теоретически возможного.

Решение:

1. Расчет теоретического выхода алюминия:
   1. Запишем уравнение реакции:
   • 2Al₂O₃ → 4Al + 3O₂↑
   2. Найдем молярную массу оксида алюминия (Al₂O₃):
   • M(Al₂O₃) = 2 ⋅ M(Al) + 3 ⋅ M(O) = 2 ⋅ 27 г/моль + 3 ⋅ 16 г/моль = 54 + 48 = 102 г/моль
   3. Рассчитаем количество вещества оксида алюминия:
   • m(Al₂O₃) = 4,08 кг = 4080 г
   • n(Al₂O₃) = m(Al₂O₃) / M(Al₂O₃) = 4080 г / 102 г/моль = 40 моль
   4. По уравнению реакции, из 2 моль Al₂O₃ получается 4 моль Al. Следовательно, теоретически возможное количество вещества алюминия:
   • n_теор(Al) = (4/2) ⋅ n(Al₂O₃) = 2 ⋅ 40 моль = 80 моль
   5. Найдем молярную массу алюминия (Al):
   • M(Al) = 27 г/моль
   6. Рассчитаем теоретическую массу алюминия:
   • m_теор(Al) = n_теор(Al) ⋅ M(Al) = 80 моль ⋅ 27 г/моль = 2160 г = 2,16 кг
2. Расчет массовой доли выхода алюминия:
   1. Массовая доля выхода (η) рассчитывается по формуле:
   • η = (m_практ / m_теор) ⋅ 100%
   2. Подставим известные значения:
   • η = (2 кг / 2,16 кг) ⋅ 100% ≈ 92,59%

Ответ: 92,59%