Номер 4-43, страница 48 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

4-43. Вычислите объем кислорода, который можно получить при разложении пероксида водорода массой:

а) 272 г

б) 100 г

в) a г

Для решения этой задачи необходимо использовать уравнение реакции разложения пероксида водорода, а также понятие молярной массы и молярного объема газов при нормальных условиях (н.у.). При н.у. молярный объем любого газа $V_m$ принимается равным 22.4 л/моль.

Уравнение химической реакции разложения пероксида водорода ($H_2O_2$) выглядит следующим образом:

$2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2$

Из этого уравнения следует, что при разложении 2 моль пероксида водорода образуется 1 моль кислорода. Таким образом, количество вещества кислорода будет в два раза меньше количества вещества разложившегося пероксида водорода:

$\nu(O_2) = \frac{1}{2} \nu(H_2O_2)$

Молярная масса пероксида водорода $M(H_2O_2)$ рассчитывается на основе атомных масс водорода ($Ar(H) \approx 1$ г/моль) и кислорода ($Ar(O) \approx 16$ г/моль):

$M(H_2O_2) = 2 \cdot Ar(H) + 2 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 1 + 2 \cdot 16 = 34$ г/моль.

Теперь решим задачу для каждого из заданных случаев.

а)

Дано:

$m(H_2O_2) = 272$ г

Найти:

$V(O_2)$ - ?

Решение:

1. Вычислим количество вещества в 272 г пероксида водорода:

$\nu(H_2O_2) = \frac{m(H_2O_2)}{M(H_2O_2)} = \frac{272 \text{ г}}{34 \text{ г/моль}} = 8$ моль.

2. По уравнению реакции определим количество вещества кислорода:

$\nu(O_2) = \frac{1}{2} \cdot \nu(H_2O_2) = \frac{1}{2} \cdot 8 \text{ моль} = 4$ моль.

3. Рассчитаем объем, который занимают 4 моль кислорода при н.у.:

$V(O_2) = \nu(O_2) \cdot V_m = 4 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 89.6$ л.

Ответ: 89.6 л.

б)

Дано:

$m(H_2O_2) = 100$ г

Найти:

$V(O_2)$ - ?

Решение:

1. Вычислим количество вещества в 100 г пероксида водорода:

$\nu(H_2O_2) = \frac{m(H_2O_2)}{M(H_2O_2)} = \frac{100 \text{ г}}{34 \text{ г/моль}} \approx 2.941$ моль.

2. Определим количество вещества кислорода:

$\nu(O_2) = \frac{1}{2} \cdot \nu(H_2O_2) = \frac{1}{2} \cdot \frac{100}{34} \text{ моль} = \frac{50}{34} \text{ моль} \approx 1.471$ моль.

3. Рассчитаем объем кислорода при н.у.:

$V(O_2) = \nu(O_2) \cdot V_m \approx 1.471 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} \approx 32.94$ л.

Ответ: 32.94 л.

в)

Дано:

$m(H_2O_2) = a$ г

Найти:

$V(O_2)$ - ?

Решение:

1. Выразим количество вещества пероксида водорода через переменную $a$:

$\nu(H_2O_2) = \frac{m(H_2O_2)}{M(H_2O_2)} = \frac{a}{34}$ моль.

2. Выразим количество вещества кислорода:

$\nu(O_2) = \frac{1}{2} \cdot \nu(H_2O_2) = \frac{1}{2} \cdot \frac{a}{34} = \frac{a}{68}$ моль.

3. Выразим объем кислорода при н.у. в общем виде:

$V(O_2) = \nu(O_2) \cdot V_m = \frac{a}{68} \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = \frac{22.4a}{68}$ л.

Данное выражение можно упростить, разделив числитель и знаменатель: $\frac{22.4}{68} \approx 0.3294$.

Ответ: $V(O_2) = \frac{22.4a}{68}$ л (или примерно $0.329a$ л).