Question

Kакой объем водорода, измеренного при 25ºС и давлении 755 мм рт. ст. (100,7 кПа), выделится при взаимодействии с водой 1 г сплава, состоящего из 30% (масс.) калия и 70% (масс.) натрия?

Answer 1

2K+2H₂O=2KOH+H₂
2Na+2H₂O=2NaOH+H₂
m(K)=0,3г; m(Na)=0,7г
n(K)=0,008 моль; n(Na)=0,03 моль
n(H₂)=0,004+0,015=0,019 моль
pV=nRT⇒V(H₂)=nRT/p=0,019*8,31*(25+273)/100700=0,00047 м³=0,47 л

Answer 2

Для решения данной задачи необходимо использовать химическое уравнение реакции реакции между сплавом и водой. В данном случае, сплав состоит из 30% (масс.) калия и 70% (масс.) натрия.

Уравнение реакции выглядит следующим образом: 2K + 2H2O -> 2KOH + H2

Из уравнения видно, что каждые 2 моль калия (K) взаимодействуют с 2 молями воды (H2O) и образуют 2 моля гидроксида калия (KOH) и 1 моль водорода (H2).

Для решения задачи необходимо знать массу сплава, состоящего из 30% (масс.) калия и 70% (масс.) натрия. Предположим, что масса сплава равна 1 г.

Масса калия в сплаве составляет 30% от общей массы сплава: Масса калия = 30% * 1 г = 0.3 г

Количество вещества калия можно рассчитать, зная его молярную массу. Молярная масса калия (K) равна 39.10 г/моль.

Количество вещества калия = Масса калия / Молярная масса калия Количество вещества калия = 0.3 г / 39.10 г/моль

Теперь, зная количество вещества калия, можно рассчитать количество вещества водорода, которое выделится в реакции.

Из уравнения реакции видно, что каждые 2 моля калия образуют 1 моль водорода. Следовательно, количество вещества водорода будет половиной от количества вещества калия.

Количество вещества водорода = Количество вещества калия / 2

Теперь мы можем рассчитать количество вещества водорода в молях.

Помните, что объем газа можно рассчитать по формуле идеального газа: V = nRT/P, где V - объем газа, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах, P - давление газа.

Универсальная газовая постоянная (R) равна 0.0821 л * атм / (моль * К).

Температура (T) указана в задаче и равна 25ºC, что составляет 298 Кельвинов.

Давление (P) указано в задаче и равно 755 мм ртутного столба, что составляет 0.997 атм.

Теперь мы можем рассчитать объем водорода:

Объем водорода = Количество вещества водорода * R * T / P

Подставляем значения:

Объем водорода = (Количество вещества калия / 2) * 0.0821 л * атм / (моль * К) * 298 К / 0.997 атм

Вычисляем количество вещества калия:

Количество вещества калия = 0.3 г / 39.10 г/моль = 0.00767 моль

Вычисляем количество вещества водорода:

Количество вещества водорода = 0.00767 моль / 2 = 0.003835 моль

Теперь можем рассчитать объем водорода:

Объем водорода = 0.003835 моль * 0.0821 л * атм / (моль * К) * 298 К / 0.997 атм

Вычисляем значение:

Объем водорода = 0.092 л

Таким образом, объем водорода, выделенного при взаимодействии 1 г сплава, состоящего из 30% (масс.) калия и 70% (масс.) натрия, при 25ºС и давлении 755 мм ртутного столба, составляет 0.092 л.