Question

Какой объем водорода может быть получен при растворении в воде 12 г натрия, содержащего 3% примесей, если выход водорода составляет 91% от теоретически возможного?

Answer 1

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 ↑

m (Na) чистого= 12 г × 0.97= 11.64 г

υ= m/Mr υ (Na) = 11.64 г/ 23= 0.51 моль

υ (Na) :  υ (Н₂) = 2:2  υ (Н₂) =0.51 моль

V=υ×Vm  Vm = 22.4 моль/л   V(Н₂) =0.51 моль×22.4 моль/л= 11.42 л

η = (V теор.)/(V практ.) V практ=V теор.÷ η

V (Н₂)практ=11.42 л÷ 0.91 = 12.55 л.

Answer 2

Для решения данной задачи, следует выполнить следующие шаги:

1. Найти количество натрия (Na) в чистом виде в 12 г натрия с учетом примесей.
2. Рассчитать молекулярную массу воды (H2O).
3. Найти количество молей воды, растворяющей указанное количество натрия.
4. Рассчитать количество молей водорода (H2), которое можно получить из натрия.
5. Посчитать объем водорода при нормальных условиях.

Давайте выполним расчеты:

1. Найдем количество натрия в чистом виде: Масса натрия = 12 г, содержащих 3% примесей: Масса чистого Na = 12 г - (3% от 12 г) = 12 г - 0.36 г = 11.64 г.

2. Рассчитаем молекулярную массу воды (H2O): Молекулярная масса H2O = 2 * масса атомов водорода (H) + масса атома кислорода (O) Молекулярная масса H2O = 2 * 1 г/моль (масса атома H) + 16 г/моль (масса атома O) = 18 г/моль.

3. Найдем количество молей воды, растворяющей 11.64 г натрия: Количество молей = масса вещества (г) / молекулярная масса (г/моль) Количество молей воды = 11.64 г / 18 г/моль ≈ 0.6478 моль.

4. Рассчитаем количество молей водорода (H2), которое можно получить из натрия: Уравнение реакции для растворения натрия в воде: 2 Na + 2 H2O → 2 NaOH + H2.

Из уравнения видно, что каждые 2 молекулы натрия реагируют с 2 молекулами воды и образуют 1 молекулу водорода (H2).

Количество молей водорода = (количество молей воды) / 2 = 0.6478 моль / 2 ≈ 0.3239 моль.

5. Рассчитаем объем водорода при нормальных условиях (0 °C и 1 атм): Для этого воспользуемся уравнением идеального газа: PV = nRT, где P = давление (в атмосферах), примем P = 1 атм, V = объем газа (в литрах), n = количество молей газа, R = универсальная газовая постоянная ≈ 0.0821 л·атм/(моль·К), T = температура (в Кельвинах), примем T ≈ 273 К (0 °C).

V = (n * R * T) / P = (0.3239 моль * 0.0821 л·атм/(моль·К) * 273 К) / 1 атм ≈ 7.98 литров.

Ответ: При растворении в воде 12 г натрия, содержащего 3% примесей, можно получить около 7.98 литров водорода при нормальных условиях.