Какой оксид металла был восстановлен водородом массой 9,95 г, если при этом был получен чистый металл массой 7,82

Skvoz_Vremya_I_Prostranstvo

24

Для решения этой задачи сначала нужно определить, какие элементы участвуют в реакции окисления и восстановления.

Зная, что восстановителем является водород и что металл был восстановлен им, мы можем предположить, что в данной реакции водород окисляется и превращается в воду.

Составим уравнение реакции:
\(2H_2 + M_xO_y \rightarrow 2H_2O + M\).

Моль водорода, соответствующая массе 9,95 г, можно найти, используя молярную массу водорода:
\[
n(H_2) = \frac{{m(H_2)}}{{M(H_2)}} = \frac{{9,95 \, \text{г}}}{{2 \cdot 1,008 \, \text{г/моль}}} \approx 4,937 \, \text{моль}.
\]

Исходя из данного уравнения реакции, мы видим, что каждая моль водорода \(H_2\) соответствует образованию одной моли воды \(H_2O\). Следовательно, в данной реакции образуется также около 4,937 моля воды.

Массу чистого металла после реакции, равную 7,82 г, можно сравнить с массой металла в окисленном состоянии до реакции. Разница между этими массами связана с потерей кислорода:
\[
\text{Масса потерянного кислорода} = \text{масса окиси металла} - \text{масса металла} = 9,95 \, \text{г} - 7,82 \, \text{г} = 2,13 \, \text{г}.
\]

Для определения количества моль потерянного кислорода используем молярную массу кислорода:
\[
n(O) = \frac{{m(O)}}{{M(O)}} = \frac{{2,13 \, \text{г}}}{{16 \, \text{г/моль}}} \approx 0,133 \, \text{моль}.
\]

Таким образом, мы можем сделать вывод, что в данной реакции было потеряно примерно 0,133 моль кислорода.

Обратимся к соотношению между атомами водорода и кислорода в молекуле воды, чтобы определить количество молей водорода, принимающих участие в реакции. Из уравнения реакции видно, что 2 моля водорода соответствуют образованию 1 моля воды.

Таким образом, количество молей водорода, образовавшихся в результате реакции, равно:
\[
n(H_2) = 2 \cdot n(O) = 2 \cdot 0,133 \, \text{моль} = 0,266 \, \text{моль}.
\]

Наконец, объем водорода можно найти, используя соотношение объема водорода и количества молей:
\[
V(H_2) = n(H_2) \cdot V_{\text{м}} = 0,266 \, \text{моль} \cdot 22,414 \, \text{л/моль} = 5,973 \, \text{л}.
\]

Таким образом, в данной реакции окисления и восстановления было прореагировано примерно 5,973 л водорода.

Я надеюсь, что это пошаговое решение помогло вам понять задачу.