Номер 90, страница 203 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

7.90. При растворении пероксида лития ${\mathrm{Li}}_2{\mathrm{O}}_2$ в тёплой воде выделяется кислород. Определите массовую долю гидроксида лития в растворе, полученном растворением 4,6 г пероксида лития в 124 г воды.

Дано:

$m(Li_2O_2) = 4,6 \text{ г}$

$m(H_2O) = 124 \text{ г}$

Найти:

$\omega(LiOH) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции растворения пероксида лития в теплой воде. При взаимодействии пероксидов щелочных металлов с водой в таких условиях образуется гидроксид и выделяется кислород:

$2Li_2O_2 + 2H_2O \rightarrow 4LiOH + O_2 \uparrow$

2. Рассчитаем молярные массы веществ, участвующих в расчетах:

$M(Li_2O_2) = 2 \cdot Ar(Li) + 2 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 7 + 2 \cdot 16 = 46 \text{ г/моль}$

$M(LiOH) = Ar(Li) + Ar(O) + Ar(H) = 7 + 16 + 1 = 24 \text{ г/моль}$

$M(O_2) = 2 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 16 = 32 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества пероксида лития:

$n(Li_2O_2) = \frac{m(Li_2O_2)}{M(Li_2O_2)} = \frac{4,6 \text{ г}}{46 \text{ г/моль}} = 0,1 \text{ моль}$

4. По уравнению реакции определим количество вещества образовавшегося гидроксида лития и выделившегося кислорода. Из уравнения видно, что:

$n(LiOH) = 2 \cdot n(Li_2O_2) = 2 \cdot 0,1 \text{ моль} = 0,2 \text{ моль}$

$n(O_2) = \frac{1}{2} \cdot n(Li_2O_2) = \frac{1}{2} \cdot 0,1 \text{ моль} = 0,05 \text{ моль}$

5. Вычислим массу гидроксида лития и кислорода:

$m(LiOH) = n(LiOH) \cdot M(LiOH) = 0,2 \text{ моль} \cdot 24 \text{ г/моль} = 4,8 \text{ г}$

$m(O_2) = n(O_2) \cdot M(O_2) = 0,05 \text{ моль} \cdot 32 \text{ г/моль} = 1,6 \text{ г}$

6. Найдем массу конечного раствора. Она складывается из массы исходных веществ (пероксида лития и воды) за вычетом массы улетевшего газа (кислорода):

$m_{раствора} = m(Li_2O_2) + m(H_2O) - m(O_2) = 4,6 \text{ г} + 124 \text{ г} - 1,6 \text{ г} = 127 \text{ г}$

7. Определим массовую долю гидроксида лития в полученном растворе:

$\omega(LiOH) = \frac{m(LiOH)}{m_{раствора}} = \frac{4,8 \text{ г}}{127 \text{ г}} \approx 0,0378$

Переведем в проценты:

$0,0378 \cdot 100\% = 3,78\%$

Ответ: массовая доля гидроксида лития в растворе составляет 3,78%.