Question

Рассчитайте объём водорода (н.у.), который выделится при взаимодействии воды с 4,6 г натрия.

Answer 1

M(Na)  = 23 г/моль
n(Na) = 4.6 г/23 г/моль = 0,2 моль

2H2O + 2Na = 2NaOH + H2
Из УХР следует, что n(H2)=0.5n(Na)
n(H2) = 0,5*0,2 моль = 0,1 моль
Vm = 22.4 л/моль
V(H2) = 0,1 моль*22,4 л/моль = 2,24 л
Ответ: 2,24 л 

Answer 2

Данная реакция между натрием и водой является реакцией одностороннего превращения, при которой образуется водород и гидроксид натрия:

2Na + 2H2O → 2NaOH + H2

Молярная масса натрия Na = 23 г/моль.

Масса 4,6 г натрия соответствует количеству вещества:

n(Na) = m/M = 4,6 г / 23 г/моль = 0,2 моль.

Так как соотношение между натрием и выделяющимся водородом равно 2:1, то количество выделившегося водорода будет равно:

n(H2) = 0,1 моль.

Объём выделившегося водорода можно вычислить с использованием уравнения состояния идеального газа, при стандартных условиях (н.у.), которые соответствуют температуре 0°C и давлению 1 атм:

V(H2) = n(H2) * R * T / P,

где R - универсальная газовая постоянная (0,0821 л * атм / (моль * К)), T - температура в Кельвинах (273 К), P - давление в атмосферах (1 атм).

Подставляя значения:

V(H2) = 0,1 моль * 0,0821 л * атм / (моль * К) * 273 К / 1 атм = 2,2 л (до ближайшей десятой).

Таким образом, при взаимодействии 4,6 г натрия с водой при н.у. выделится 2,2 л водорода.