Номер 8-33, страница 99 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

8-33. Вычислите массу и объем (н.у.) кислорода, который можно получить из 850 г 3%-ного раствора пероксида водорода.

Дано

$m_{раствора}(H_2O_2) = 850 \, г$

$w(H_2O_2) = 3\% = 0.03$

В системе СИ:

$m_{раствора}(H_2O_2) = 0.85 \, кг$

Найти:

$m(O_2) - ?$

$V(O_2) \, (н.у.) - ?$

Решение

1. Запишем уравнение реакции разложения пероксида водорода:

$2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2 \uparrow$

2. Найдем массу чистого пероксида водорода в растворе. Массовая доля вещества в растворе ($w$) определяется как отношение массы растворенного вещества ($m_{вещества}$) к массе всего раствора ($m_{раствора}$):

$w = \frac{m_{вещества}}{m_{раствора}}$

Отсюда масса пероксида водорода:

$m(H_2O_2) = m_{раствора}(H_2O_2) \times w(H_2O_2) = 850 \, г \times 0.03 = 25.5 \, г$

3. Рассчитаем молярные массы пероксида водорода ($H_2O_2$) и кислорода ($O_2$):

$M(H_2O_2) = 2 \times 1 + 2 \times 16 = 34 \, г/моль$

$M(O_2) = 2 \times 16 = 32 \, г/моль$

4. Найдем количество вещества (число молей) пероксида водорода:

$n(H_2O_2) = \frac{m(H_2O_2)}{M(H_2O_2)} = \frac{25.5 \, г}{34 \, г/моль} = 0.75 \, моль$

5. По уравнению реакции определим количество вещества кислорода. Из уравнения видно, что из 2 моль $H_2O_2$ образуется 1 моль $O_2$. Следовательно, количество вещества кислорода будет в два раза меньше количества вещества пероксида водорода:

$n(O_2) = \frac{1}{2} n(H_2O_2) = \frac{1}{2} \times 0.75 \, моль = 0.375 \, моль$

6. Теперь мы можем вычислить массу кислорода:

$m(O_2) = n(O_2) \times M(O_2) = 0.375 \, моль \times 32 \, г/моль = 12 \, г$

7. Вычислим объем кислорода при нормальных условиях (н.у.). Молярный объем газа при н.у. ($V_m$) равен 22.4 л/моль:

$V(O_2) = n(O_2) \times V_m = 0.375 \, моль \times 22.4 \, л/моль = 8.4 \, л$

Ответ: масса кислорода равна 12 г, объем кислорода (н.у.) равен 8.4 л.