سوال مربوط به شیمی یازدهم و واکنش بین آلومینیوم و سولفات مس است. در ادامه، پاسخ سوالات تشریح شده است:
الف) واکنش را بنویسید و موازنه کنید:
\( \text{2Al} + \text{3CuSO}_4 \rightarrow \text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 + \text{3Cu} \)
ب) طبق این واکنش، تیپ واکنش را مشخص کنید:
این واکنش، جایگزینی است که در آن آلومینیوم جایگزین مس در ترکیب سولفات مس میشود.
ج) چرا آلومینیوم میتواند مس را از سولفاتش بیرون کند؟
پتانسیل استاندارد کاهش آلومینیوم بیشتر و درنتیجه دارای فعالیت بیشتری نسبت به مس است. بنابراین آلومینیوم میتواند مس را از ترکیب خارج کند.
د) اگر ۸۰ گرم آلومینیوم با خلوص ۸۰٪ وارد واکنش شود، چند گرم مس تولید میشود؟
1. جرم مؤثر آلومینیوم:
- \( 80 \, \text{g} \times 0.8 = 64 \, \text{g} \)
2. مول آلومینیوم:
- \( \frac{64 \, \text{g}}{27 \, \text{g/mol}} = 2.37 \, \text{mol} \)
3. طبق واکنش موازنه شده، 2 مول آلومینیوم با 3 مول سولفات مس واکنش میدهد و 3 مول مس بهدست میدهد. در نتیجه:
- \( 2.37 \, \text{mol Al} \rightarrow \frac{3}{2} \times 2.37 \, \text{mol Cu} \approx 3.56 \, \text{mol Cu} \)
4. جرم مس تولید شده:
- \( 3.56 \, \text{mol Cu} \times 63.5 \, \text{g/mol} = 226.26 \, \text{g Cu} \)
بنابراین، 226.26 گرم مس تولید میشود.
