Номер 5-60, страница 59 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

5-60. Вычислите массу гидроксида натрия и объем водорода (н.у.), которые образуются при взаимодействии 5,75 г натрия с водой.

Дано:

Масса натрия: $m(Na) = 5,75 \text{ г}$

Перевод данных в систему СИ:
Масса натрия: $m(Na) = 5,75 \text{ г} = 0,00575 \text{ кг}$

Найти:

Массу гидроксида натрия: $m(NaOH) - ?$

Объем водорода (н.у.): $V(H_2) - ?$

Решение:

Запишем уравнение химической реакции взаимодействия натрия с водой и расставим коэффициенты:
$2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2 \uparrow$

Вычислим количество вещества натрия ($n(Na)$), вступившего в реакцию. Молярная масса натрия $M(Na) \approx 23 \text{ г/моль}$.
$n(Na) = \frac{m(Na)}{M(Na)} = \frac{5,75 \text{ г}}{23 \text{ г/моль}} = 0,25 \text{ моль}$

Используя уравнение реакции, найдем количество вещества продуктов реакции — гидроксида натрия ($NaOH$) и водорода ($H_2$). Согласно стехиометрическим коэффициентам, соотношение количеств веществ следующее: $n(Na) : n(NaOH) : n(H_2) = 2 : 2 : 1$.
Отсюда количество вещества гидроксида натрия:
$n(NaOH) = n(Na) = 0,25 \text{ моль}$
И количество вещества водорода:
$n(H_2) = \frac{1}{2} n(Na) = \frac{0,25 \text{ моль}}{2} = 0,125 \text{ моль}$

Рассчитаем массу образовавшегося гидроксида натрия. Его молярная масса составляет:
$M(NaOH) = M(Na) + M(O) + M(H) = 23 + 16 + 1 = 40 \text{ г/моль}$
Тогда масса гидроксида натрия:
$m(NaOH) = n(NaOH) \cdot M(NaOH) = 0,25 \text{ моль} \cdot 40 \text{ г/моль} = 10 \text{ г}$

Рассчитаем объем выделившегося водорода при нормальных условиях (н.у.). Молярный объем газа при н.у. составляет $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$.
$V(H_2) = n(H_2) \cdot V_m = 0,125 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 2,8 \text{ л}$

Ответ: масса гидроксида натрия равна 10 г, объем водорода — 2,8 л.