Какой объем водорода выделился при реакции 19,5 г калия с 14,6 г соляной кислоты? (4,48 л) Какая масса образовавшейся

Мистический_Подвижник

58

Давайте начнем с первой задачи. Для решения задачи, мы будем использовать закон сохранения массы и знание соотношения между массой и количеством вещества. Давайте рассмотрим реакцию между калием и соляной кислотой:

\[2K + 2HCl \rightarrow 2KCl + H_2\]

Сначала вычислим количество вещества калия (K) и соляной кислоты (HCl) в граммах. Затем мы определим, какое количество газа \(H_2\) выделилось при реакции.

Масса калия (K) равна 19,5 г. Поскольку молярная масса калия (K) равна 39,1 г/моль, то количество вещества калия (K) равно:

\[n_{K} = \frac{{m_{K}}}{{M_{K}}} = \frac{{19,5 \ г}}{{39,1 \ г/моль}}\]

Округляя до двух знаков после запятой, получаем:

\[n_{K} \approx 0,5 \ моль\]

Теперь посмотрим на массу соляной кислоты (HCl), которая равна 14,6 г. Молярная масса HCl равна 36,5 г/моль. Таким образом, количество вещества соляной кислоты (HCl) равно:

\[n_{HCl} = \frac{{m_{HCl}}}{{M_{HCl}}} = \frac{{14,6 \ г}}{{36,5 \ г/моль}}\]

Округляя до двух знаков после запятой:

\[n_{HCl} \approx 0,4 \ моль\]

Из уравнения реакции видно, что на каждые 2 моля калия (K) образуется 1 моль \(H_2\). Поскольку количество вещества калия (K) равно 0,5 моль, то количество вещества \(H_2\) также будет равно 0,5 моль.

Теперь мы можем использовать уравнение состояния идеального газа \(PV = nRT\), чтобы определить объем \(H_2\) при стандартных условиях:

\[V = \frac{{n_{H_2} \cdot R \cdot T}}{P}\]

Где:
\(V\) - объем \(H_2\),
\(n_{H_2}\) - количество вещества \(H_2\) (0,5 моль),
\(R\) - универсальная газовая постоянная (\(0,0821 \ л \cdot атм/моль \cdot К\)),
\(T\) - температура (стандартные условия \(273,15 \ К\)),
\(P\) - давление (стандартные условия \(1 \ атм\)).

Подставляя значения в формулу, получаем:

\[V = \frac{{0,5 \ моль \cdot 0,0821 \ л \cdot атм/моль \cdot К \cdot 273,15 \ К}}{{1 \ атм}}\]

Округляя до двух знаков после запятой, получаем:

\[V \approx 11,20 \ л\]

Таким образом, объем \(H_2\), выделенного при реакции, составляет 11,20 л.

Аналогично, можно решить остальные задачи, используя аналогичные шаги. Я продолжу с решением второй задачи.

Для реакции между оксидом цинка и серной кислотой, представленной следующим уравнением:

\[ZnO + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2O\]

Мы будем использовать закон сохранения массы и соотношение между массой и количеством вещества для решения. Сначала определим количество вещества оксида цинка (ZnO) и серной кислоты (H2SO4) в граммах, а затем найдем массу образовавшейся воды (H2O).

Масса оксида цинка (ZnO) равна 24,3 г. Молярная масса ZnO равна 81,4 г/моль. Таким образом, количество вещества оксида цинка (ZnO) равно:

\[n_{ZnO} = \frac{{m_{ZnO}}}{{M_{ZnO}}} = \frac{{24,3 \ г}}{{81,4 \ г/моль}}\]

Округлив до двух знаков после запятой:

\[n_{ZnO} \approx 0,298 \ моль\]

Теперь рассмотрим массу серной кислоты (H2SO4), которая равна 39,2 г. Молярная масса H2SO4 равна 98,1 г/моль. Таким образом, количество вещества серной кислоты (H2SO4) равно:

\[n_{H2SO4} = \frac{{m_{H2SO4}}}{{M_{H2SO4}}} = \frac{{39,2 \ г}}{{98,1 \ г/моль}}\]

Округлив до двух знаков после запятой:

\[n_{H2SO4} \approx 0,4 \ моль\]

Из уравнения реакции видно, что на каждую моль оксида цинка (ZnO) образуется 1 моль воды (H2O). Поскольку количество вещества оксида цинка (ZnO) равно 0,298 моль, то количество вещества воды (H2O) также будет равно 0,298 моль.

Теперь мы можем использовать уравнение состояния идеального газа PV = nRT для определения массы воды (H2O).

Молярная масса воды (H2O) равна 18,0 г/моль. Таким образом, массу воды (H2O) можно выразить следующим образом:

\[m_{H2O} = n_{H2O} \cdot M_{H2O} = 0,298 \ моль \cdot 18,0 \ г/моль\]

Округлив до двух знаков после запятой:

\[m_{H2O} \approx 5,36 \ г\]

Таким образом, масса образовавшейся воды при этой реакции составляет примерно 5,36 г.

Продолжим с решением третьей задачи.

Для реакции между фосфором и кислородом:

\[P + O2 \rightarrow P2O5\]

Мы будем использовать закон сохранения массы и соотношение между массой и количеством вещества для решения. Сначала определим количество вещества фосфора (P) и кислорода (O2) в граммах, а затем найдем массу образовавшегося P2O5.

Масса фосфора (P) составляет 6,2 г. Молярная масса фосфора (P) равна 31,0 г/моль. Таким образом, количество вещества фосфора (P) определяется следующим образом:

\[n_{P} = \frac{{m_{P}}}{{M_{P}}} = \frac{{6,2 \ г}}{{31,0 \ г/моль}}\]

Округляя до двух знаков после запятой:

\[n_{P} \approx 0,20 \ моль\]

Далее рассмотрим массу кислорода (O2), которая составляет 32 г. Молярная масса O2 равна 32,0 г/моль. Таким образом, количество вещества кислорода (O2) определяется следующим образом:

\[n_{O2} = \frac{{m_{O2}}}{{M_{O2}}} = \frac{{32 \ г}}{{32,0 \ г/моль}}\]

Округляя до двух знаков после запятой:

\[n_{O2} \approx 1,00 \ моль\]

Из уравнения реакции видно, что на каждую моль фосфора (P) образуется 1 моль P2O5. Поскольку количество вещества фосфора (P) составляет 0,20 моль, количество вещества P2O5 также будет равно 0,20 моль.

Молярная масса P2O5 равна 141,9 г/моль. Массу P2O5 можно выразить следующим образом:

\[m_{P2O5} = n_{P2O5} \cdot M_{P2O5} = 0,20 \ моль \cdot 141,9 \ г/моль\]

Округляя до двух знаков после запятой:

\[m_{P2O5} \approx 28,38 \ г\]

Таким образом, масса образовавшегося P2O5 при этой реакции составляет примерно 28,38 г.

Продолжим с решением четвертой задачи.

Для реакции между железом и хлором:

\[2Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3\]

Мы будем использовать закон сохранения массы и соотношение между массой и количеством вещества для решения. Сначала определим количество вещества железа (Fe) и хлора (Cl2) в граммах, а затем найдем массу образовавшейся FeCl3.

Масса железа (Fe) составляет 11,2 г. Молярная масса Fe равна 55,9 г/моль. Таким образом, количество вещества железа (Fe) определяется следующим образом:

\[n_{Fe} = \frac{{m_{Fe}}}{{M_{Fe}}} = \frac{{11,2 \ г}}{{55,9 \ г/моль}}\]

Округляя до двух знаков после запятой:

\[n_{Fe} \approx 0,20 \ моль\]

Теперь рассмотрим массу хлора (Cl2), которая составляет 28,4 г. Молярная масса Cl2 равна 70,9 г/моль. Таким образом, количество вещества хлора (Cl2) определяется следующим образом:

\[n_{Cl2} = \frac{{m_{Cl2}}}{{M_{Cl2}}} = \frac{{28,4 \ г}}{{70,9 \ г/моль}}\]

Округляя до двух знаков после запятой:

\[n_{Cl2} \approx 0,40 \ моль\]

Из уравнения реакции видно, что на каждые 2 моля железа (Fe) образуется 2 моля FeCl3. Поскольку количество вещества железа (Fe) составляет 0,20 моль, количество вещества FeCl3 также будет равно 0,20 моль.

Молярная масса FeCl3 равна 162,2 г/моль. Массу FeCl3 можно выразить следующим образом:

\[m_{FeCl3} = n_{FeCl3} \cdot M_{FeCl3} = 0,20 \ моль \cdot 162,2 \ г/моль\]

Округляя до двух знаков после запятой:

\[m_{FeCl3} \approx 32,44 \ г\]

Таким образом, масса образовавшегося FeCl3 при этой реакции составляет примерно 32,44 г.

Последняя задача:

Для реакции между оксидом бария и йодоводородной кислотой:

\[BaO + 2HI \rightarrow BaI2 + H2O\]

Мы будем использовать закон сохранения массы и соотношение между массой и количеством вещества для решения. Сначала определим количество вещества оксида бария (BaO) и йодоводородной кислоты (HI) в граммах, а затем найдем массу образовавшегося BaI2.

Масса оксида бария (BaO) составляет 45,9 г. Молярная масса BaO равна 153,3 г/моль. Таким образом, количество вещества оксида бария (BaO) определяется следующим образом:

\[n_{BaO} = \frac{{m_{BaO}}}{{M_{BaO}}} = \frac{{45,9 \ г}}{{153,3 \ г/моль}}\]

Округляя до двух знаков после запятой:

\[n_{BaO} \approx 0,