Номер 5-61, страница 59 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

5-61. Вычислите массу гидроксида калия и объем водорода, которые образуются при взаимодействии 7,8 г калия с водой.

Дано:

$m(K) = 7,8 \text{ г}$

Найти:

$m(KOH) - ?$

$V(H_2) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение химической реакции взаимодействия калия с водой. Калий, как активный щелочной металл, реагирует с водой, образуя гидроксид калия и газообразный водород. Сбалансированное уравнение реакции выглядит следующим образом:

$2K + 2H_2O \rightarrow 2KOH + H_2 \uparrow$

2. Рассчитаем количество вещества калия ($n$), используя его массу ($m$) и молярную массу ($M$). Молярная масса калия $M(K)$ составляет примерно $39 \text{ г/моль}$.

$n(K) = \frac{m(K)}{M(K)} = \frac{7,8 \text{ г}}{39 \text{ г/моль}} = 0,2 \text{ моль}$

3. Используя стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции, найдём количество вещества образовавшихся продуктов: гидроксида калия ($KOH$) и водорода ($H_2$).

Из уравнения реакции видно, что соотношение количеств веществ калия, гидроксида калия и водорода равно:

$n(K) : n(KOH) : n(H_2) = 2 : 2 : 1$

Следовательно, количество вещества образовавшегося гидроксида калия равно количеству вещества прореагировавшего калия:

$n(KOH) = n(K) = 0,2 \text{ моль}$

А количество вещества выделившегося водорода в два раза меньше количества вещества калия:

$n(H_2) = \frac{1}{2} n(K) = \frac{0,2 \text{ моль}}{2} = 0,1 \text{ моль}$

4. Теперь вычислим массу гидроксида калия ($m(KOH)$). Сначала найдём его молярную массу:

$M(KOH) = M(K) + M(O) + M(H) = 39 + 16 + 1 = 56 \text{ г/моль}$

Затем рассчитаем массу:

$m(KOH) = n(KOH) \times M(KOH) = 0,2 \text{ моль} \times 56 \text{ г/моль} = 11,2 \text{ г}$

5. Наконец, рассчитаем объем водорода ($V(H_2)$), который выделился в ходе реакции. Расчет будем проводить для нормальных условий (н.у.), при которых молярный объем любого газа ($V_m$) равен $22,4 \text{ л/моль}$.

$V(H_2) = n(H_2) \times V_m = 0,1 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} = 2,24 \text{ л}$

Ответ: в результате реакции образуется $11,2 \text{ г}$ гидроксида калия и выделяется $2,24 \text{ л}$ водорода.