Question

Какой объем водорода (Н2) (при н.у.) выделится при взаимодействии раствора уксусной кислоты массой 60 г (массовая доля вещества 30%), с металлическим калием, массой 8 г?

Answer 1

Ответ:

n(H2):n(Na) = 1:2n(H2) = 0.43/2 = 0.215 мольV(H2) = 0.215 * 22.4 = 4.8 л.

Объяснение:

Дано:

m(раст.) = 100 г.w(CH3COOH) = 55%m(Na) = 10 г.

Найти: V(H2) - ?

Решение

2CH3COOH + 2Na = 2CH3COONa + H2m(CH3COOH) = 100 * 55%/100% = 55 г.Смотрим, какое вещество взято в избытке:M(CH3COOH) = 60 г/мольn(CH3COOH) = 55/60 = 0.91 мольM(Na) = 23 г/мольn(Na) = 10/23 =  0.43 мольВ избытке взята уксусная кислота, расчёт делаем по натрию:n(H2):n(Na) = 1:2n(H2) = 0.43/2 = 0.215 мольV(H2) = 0.215 * 22.4 = 4.8 л.

Answer 2

Давайте начнем с написания химического уравнения для реакции между уксусной кислотой (CH3COOH) и металлическим калием (K):

CH3COOH + K → CH3COOK + H2

Из уравнения видно, что при реакции образуется молекула водорода (H2) за счет взаимодействия металлического калия с уксусной кислотой. Теперь давайте выразим баланс масс:

Масса уксусной кислоты = 60 г Масса металлического калия = 8 г

Молярная масса уксусной кислоты (CH3COOH) составляет примерно 60 г/моль. Её молярная масса разложится на молекулярную массу углерода (12 г/моль) + молекулярную массу водорода (1 г/моль) + молекулярную массу кислорода (16 г/моль) + молекулярную массу кислорода (16 г/моль) + молекулярную массу кислорода (16 г/моль) = 60 г/моль.

Молярная масса металлического калия (K) составляет 39 г/моль.

Сначала найдем количество молей уксусной кислоты и металлического калия:

Моли уксусной кислоты = Масса / Молярная масса = 60 г / 60 г/моль = 1 моль Моли металлического калия = Масса / Молярная масса = 8 г / 39 г/моль ≈ 0,205 моль

Из уравнения реакции видно, что на каждый моль металлического калия образуется один моль молекул водорода (H2). Таким образом, образуется приблизительно 0,205 моль водорода.

Теперь используем идеальный газовый закон, чтобы найти объем водорода при нормальных условиях (н.у.), где объем одного моля газа при н.у. составляет примерно 22,7 л:

Объем водорода = Количество молей × Объем одного моля газа Объем водорода = 0,205 моль × 22,7 л/моль ≈ 4,65 л

Таким образом, при данной реакции образуется примерно 4,65 л водорода при нормальных условиях.