Какой объем газа образуется при растворении 2,3 г натрия в 160 см3 раствора серной кислоты, плотность которого составляет 1,4 г/см3, а массовая доля растворимого вещества равна 30%, если практический выход газа составляет 90%?

Химия 11 класс Газовые законы и реакции с газами Объём газа растворение натрия серная кислота плотность раствора массовая доля практический выход газа химические реакции расчет объема газа Новый

Для решения данной задачи нам необходимо пройти несколько этапов. Давайте разберем их по порядку.

Шаг 1: Найдем массу серной кислоты в растворе.

Для начала, нам нужно определить массу раствора серной кислоты. Используем формулу:

Масса раствора = Объем раствора × Плотность раствора.

Подставим известные значения:

• Объем раствора = 160 см³
• Плотность раствора = 1,4 г/см³

Масса раствора = 160 см³ × 1,4 г/см³ = 224 г.

Шаг 2: Найдем массу серной кислоты в растворе.

Теперь, зная массу раствора и массовую долю серной кислоты, можем найти массу кислоты:

Масса серной кислоты = Масса раствора × Массовая доля кислоты.

Массовая доля кислоты = 30% = 0,3.

Масса серной кислоты = 224 г × 0,3 = 67,2 г.

Шаг 3: Найдем количество вещества серной кислоты.

Теперь найдем количество вещества серной кислоты (H2SO4) с помощью формулы:

Количество вещества = Масса / Молярная масса.

Молярная масса H2SO4 = 2 × 1 + 32 + 4 × 16 = 98 г/моль.

Количество вещества H2SO4 = 67,2 г / 98 г/моль ≈ 0,685 моль.

Шаг 4: Найдем количество вещества натрия.

Теперь найдем количество вещества натрия (Na):

Молярная масса Na = 23 г/моль.

Количество вещества Na = 2,3 г / 23 г/моль ≈ 0,1 моль.

Шаг 5: Определим, что будет реагировать в реакции.

Реакция между натрием и серной кислотой выглядит следующим образом:

2 Na + H2SO4 → Na2SO4 + H2.

Из уравнения видно, что 2 моль Na реагируют с 1 моль H2SO4, то есть 0,1 моль Na требует 0,05 моль H2SO4 для реакции.

Так как у нас есть 0,685 моль H2SO4, натрий будет лимитирующим реагентом.

Шаг 6: Найдем количество образовавшегося водорода.

По уравнению реакции 2 моль Na дают 1 моль H2, следовательно:

0,1 моль Na → 0,1 / 2 = 0,05 моль H2.

Шаг 7: Найдем объем образовавшегося водорода при нормальных условиях.

При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л, поэтому:

Объем H2 = 0,05 моль × 22,4 л/моль = 1,12 л.

Шаг 8: Учитываем практический выход газа.

Практический выход составляет 90%, значит:

Объем газа = 1,12 л × 0,9 = 1,008 л.

Ответ:

Объем образовавшегося газа (водорода) составляет примерно 1,008 литра.