Номер 4, страница 197 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян

Дано:

$m(\text{образца Na}) = 9,2 \, \text{г}$

$w(\text{примесей}) = 2,5\% = 0,025$

Найти:

$V(H_2)$ (н. у.) - ?

$n(\text{щёлочи})$ - ?

Решение:

1. Сначала определим массу чистого натрия, который будет вступать в реакцию, так как примеси в реакции с водой не участвуют. Массовая доля чистого натрия в образце составляет:

$w(\text{Na}) = 100\% - w(\text{примесей}) = 100\% - 2,5\% = 97,5\%$ или $0,975$.

Теперь вычислим массу чистого натрия:

$m(\text{Na}) = m(\text{образца Na}) \times w(\text{Na}) = 9,2 \, \text{г} \times 0,975 = 8,97 \, \text{г}$.

2. Составим уравнение химической реакции взаимодействия натрия с водой:

$2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2 \uparrow$

Из уравнения видно, что образуется щёлочь (гидроксид натрия $NaOH$) и выделяется газообразный водород ($H_2$).

3. Найдём количество вещества (моль) чистого натрия, вступившего в реакцию. Молярная масса натрия $M(Na)$ равна $23 \, \text{г/моль}$.

$n(Na) = \frac{m(Na)}{M(Na)} = \frac{8,97 \, \text{г}}{23 \, \text{г/моль}} = 0,39 \, \text{моль}$.

4. На основе уравнения реакции и количества вещества натрия определим искомые величины.

Вычисление объёма (н. у.) водорода

Согласно уравнению реакции, из $2$ моль натрия образуется $1$ моль водорода, следовательно, их количества соотносятся как $2:1$.

$n(H_2) = \frac{1}{2} n(Na) = \frac{1}{2} \times 0,39 \, \text{моль} = 0,195 \, \text{моль}$.

Объём водорода при нормальных условиях (н. у.) находим по формуле $V = n \times V_m$, где молярный объём газа $V_m = 22,4 \, \text{л/моль}$.

$V(H_2) = 0,195 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 4,368 \, \text{л}$.

Ответ: объём водорода (н. у.), который образуется, равен $4,368$ л.

Вычисление количества вещества щёлочи

Согласно уравнению реакции, из $2$ моль натрия образуется $2$ моль гидроксида натрия ($NaOH$), следовательно, их количества соотносятся как $2:2$ или $1:1$.

$n(NaOH) = n(Na) = 0,39 \, \text{моль}$.

Ответ: количество вещества щёлочи, которое получится, равно $0,39$ моль.