Номер 2, страница 102, часть 2 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

•2. Найдите объем кислорода (н. у.), который выделится при взаимодействии 380 г фтора и 200 г воды.

Ответ: 112 л.

Дано:

$m(F_2) = 380 \text{ г}$

$m(H_2O) = 200 \text{ г}$

Условия: нормальные (н. у.)

Найти:

$V(O_2) - ?$

Решение:

1. Сначала запишем уравнение химической реакции взаимодействия фтора с водой. Фтор является сильным окислителем и окисляет кислород в воде, в результате чего образуется фтороводород и выделяется кислород.

$2F_2 + 2H_2o \rightarrow 4HF + O_2$

2. Чтобы определить, какое из веществ прореагирует полностью, а какое останется в избытке, необходимо найти количество вещества (в молях) каждого реагента. Для этого нам понадобятся их молярные массы.

Молярная масса фтора ($F_2$):

$M(F_2) = 2 \times 19 = 38 \text{ г/моль}$

Молярная масса воды ($H_2O$):

$M(H_2O) = 2 \times 1 + 16 = 18 \text{ г/моль}$

3. Теперь рассчитаем количество вещества для фтора и воды по формуле $n = \frac{m}{M}$:

Количество вещества фтора:

$n(F_2) = \frac{380 \text{ г}}{38 \text{ г/моль}} = 10 \text{ моль}$

Количество вещества воды:

$n(H_2O) = \frac{200 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} \approx 11,11 \text{ моль}$

4. Определим лимитирующий реагент. Согласно уравнению реакции, фтор и вода реагируют в мольном соотношении $2:2$, или $1:1$. Это значит, что для реакции с 10 моль фтора потребуется 10 моль воды. Поскольку у нас есть 11,11 моль воды, вода находится в избытке, а фтор — в недостатке. Расчет продукта (кислорода) будем вести по реагенту, который находится в недостатке, то есть по фтору.

5. По уравнению реакции составим пропорцию для нахождения количества вещества кислорода ($O_2$), который выделится.

Из 2 моль $F_2$ образуется 1 моль $O_2$.

Из 10 моль $F_2$ образуется $\text{x}$ моль $O_2$.

$\frac{n(F_2)}{2} = \frac{n(O_2)}{1}$

$n(O_2) = \frac{n(F_2)}{2} = \frac{10 \text{ моль}}{2} = 5 \text{ моль}$

6. Теперь, зная количество вещества кислорода, можем найти его объем при нормальных условиях (н. у.). При н. у. молярный объем любого газа ($V_m$) равен 22,4 л/моль.

Объем кислорода рассчитывается по формуле $V = n \times V_m$:

$V(O_2) = 5 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} = 112 \text{ л}$

Ответ: 112 л.