Номер 6, страница 154 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Подумайте, ответьте, выполните.... Параграф 33. Сплавы металлов. Глава VI. Металлы - номер 6, страница 154.

Условие.

6. Рассчитайте объём водорода (н. у.), который выделится при действии избытка воды на сплав, содержащий 18,4 г натрия и 15,6 г калия.

Решение.

Решение 2.

Дано

$m(Na) = 18,4 \, \text{г}$
$m(K) = 15,6 \, \text{г}$
Вода ($H_2O$) в избытке
Условия: нормальные (н. у.)

Найти:

$V(H_2) - ?$

Решение

При взаимодействии щелочных металлов (натрия и калия) с водой выделяется водород и образуются соответствующие гидроксиды. Запишем уравнения химических реакций:

1) Реакция натрия с водой: $2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2\uparrow$

2) Реакция калия с водой: $2K + 2H_2O \rightarrow 2KOH + H_2\uparrow$

Поскольку вода взята в избытке, оба металла прореагируют полностью. Общий объем выделившегося водорода будет равен сумме объемов водорода, выделившихся в каждой из реакций.

Найдем количество вещества (в молях) для каждого металла. Для этого нам понадобятся их молярные массы:

Молярная масса натрия: $M(Na) = 23 \, \text{г/моль}$
Молярная масса калия: $M(K) = 39 \, \text{г/моль}$

Рассчитаем количество вещества натрия: $n(Na) = \frac{m(Na)}{M(Na)} = \frac{18,4 \, \text{г}}{23 \, \text{г/моль}} = 0,8 \, \text{моль}$

Рассчитаем количество вещества калия: $n(K) = \frac{m(K)}{M(K)} = \frac{15,6 \, \text{г}}{39 \, \text{г/моль}} = 0,4 \, \text{моль}$

Теперь, используя уравнения реакций, найдем количество вещества водорода, выделившегося в каждой реакции.

Из уравнения (1) следует, что из 2 моль натрия образуется 1 моль водорода. Соотношение количеств веществ: $\frac{n_1(H_2)}{n(Na)} = \frac{1}{2}$
$n_1(H_2) = \frac{1}{2} n(Na) = \frac{1}{2} \cdot 0,8 \, \text{моль} = 0,4 \, \text{моль}$

Из уравнения (2) следует, что из 2 моль калия образуется 1 моль водорода. Соотношение количеств веществ: $\frac{n_2(H_2)}{n(K)} = \frac{1}{2}$
$n_2(H_2) = \frac{1}{2} n(K) = \frac{1}{2} \cdot 0,4 \, \text{моль} = 0,2 \, \text{моль}$

Найдем общее количество вещества выделившегося водорода: $n_{общ}(H_2) = n_1(H_2) + n_2(H_2) = 0,4 \, \text{моль} + 0,2 \, \text{моль} = 0,6 \, \text{моль}$

При нормальных условиях (н. у.) молярный объем любого газа ($V_m$) составляет 22,4 л/моль. Рассчитаем общий объем водорода: $V(H_2) = n_{общ}(H_2) \cdot V_m = 0,6 \, \text{моль} \cdot 22,4 \, \text{л/моль} = 13,44 \, \text{л}$

Ответ: объем выделившегося водорода составляет 13,44 л.