ГДЗ по Химии 8 Класс Параграф 34 Вопрос 4 Базовый Уровень Габриелян — Подробные Ответы

Вычислите объём (н. у.) водорода, который образуется при взаимодействии 9,2 г натрия, содержащего 2,5% примесей, с водой. Вычислите количество вещества щёлочи, которое получится при этом.

Дано:
Масса натрия с примесями:
\( m(Na \, \text{с прим.}) = 9,2 \, \text{г} \)
Массовая доля примесей:
\( \omega(\text{прим.}) = 2,5\% = 0,025 \)
Молярная масса натрия:
\( M(Na) = 23 \, \text{г/моль} \)
Молярный объём газа (н. у.):
\( V_m = 22,4 \, \text{л/моль} \)

Найти:
\( V(H₂) = ? \)
\( n(NaOH) = ? \)

Решение:

Уравнение реакции:
\( 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑ \)

1. Массовая доля чистого натрия:
\( \omega(Na) = 100\% — 2,5\% = 97,5\% = 0,975 \)

2. Масса чистого натрия:
\( m(Na) = m(Na \, \text{с прим.}) ⋅ \omega(Na) = 9,2 \, \text{г} ⋅ 0,975 = 8,974 \, \text{г} \)

3. Количество вещества натрия:
\( n(Na) = \frac{m}{M} = \frac{8,974}{23} = 0,389 \, \text{моль} \)

По уравнению реакции:

4. Расчёт количества вещества NaOH:
\( x = n(NaOH) = 0,389 ⋅ \frac{2}{2} = 0,389 \, \text{моль} \)

5. Расчёт количества вещества H₂:
\( y = n(H₂) = 0,389 ⋅ \frac{1}{2} = 0,1945 \, \text{моль} \)

6. Объём водорода:
\( V(H₂) = n ⋅ V_m = 0,1945 ⋅ 22,4 = 4,36 \, \text{л} \)

Ответ:
Количество вещества щёлочи: \( n(NaOH) = 0,389 \, \text{моль} \).
Объём водорода: \( V(H₂) = 4,36 \, \text{л} \).

Мы решаем задачу, чтобы вычислить:
1) Объём водорода \( V(H₂) \), который выделяется при реакции натрия \( Na \) с водой.
2) Количество вещества щёлочи \( n(NaOH) \), образующейся в результате этой реакции.

Дано:
— Масса натрия с примесями:
\( m(Na \, \text{с прим.}) = 9,2 \, \text{г} \)
— Массовая доля примесей:
\( \omega(\text{прим.}) = 2,5\% = 0,025 \)
— Молярная масса натрия:
\( M(Na) = 23 \, \text{г/моль} \)
— Молярный объём газа (нормальные условия):
\( V_m = 22,4 \, \text{л/моль} \)

Нужно найти:
— Объём водорода \( V(H₂) \).
— Количество вещества щёлочи \( n(NaOH) \).

Решение:

1. Уравнение химической реакции:
\( 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑ \)

Из уравнения видно, что:
— 2 моль натрия \( Na \) реагируют с водой \( H₂O \), образуя 2 моль гидроксида натрия \( NaOH \) и 1 моль водорода \( H₂ \).

2. Вычисляем массу чистого натрия:

Массовая доля чистого натрия:
\( \omega(Na) = 100\% — 2,5\% = 97,5\% = 0,975 \)

Масса чистого натрия:
\( m(Na) = m(Na \, \text{с прим.}) ⋅ \omega(Na) \)
Подставляем значения:
\( m(Na) = 9,2 \, \text{г} ⋅ 0,975 = 8,974 \, \text{г} \)

3. Вычисляем количество вещества натрия:

Формула для расчёта количества вещества:
\( n(Na) = \frac{m}{M} \)
Подставляем значения:
\( n(Na) = \frac{8,974}{23} = 0,389 \, \text{моль} \)

4. По уравнению реакции определяем количество вещества продуктов:

Для гидроксида натрия \( NaOH \):
По стехиометрии уравнения видно, что на каждые 2 моль натрия образуется 2 моль гидроксида натрия. Следовательно:
\( x = n(NaOH) = n(Na) ⋅ \frac{2}{2} = 0,389 \, \text{моль} \)

Для водорода \( H₂ \):
По стехиометрии уравнения видно, что на каждые 2 моль натрия выделяется 1 моль водорода. Следовательно:
\( y = n(H₂) = n(Na) ⋅ \frac{1}{2} = 0,389 ⋅ 0,5 = 0,1945 \, \text{моль} \)

5. Вычисляем объём водорода \( V(H₂) \):

Формула для объёма газа при нормальных условиях:
\( V(H₂) = n(H₂) ⋅ V_m \)
Подставляем значения:
\( V(H₂) = 0,1945 ⋅ 22,4 = 4,36 \, \text{л} \)

Ответ:
— Количество вещества щёлочи:
\( n(NaOH) = 0,389 \, \text{моль} \).
— Объём водорода:
\( V(H₂) = 4,36 \, \text{л} \).