Какая масса водорода выделилась при взаимодействии 8 г калия и 50 г воды?
Для решения задачи необходимо рассмотреть химическую реакцию между калия (K) и водой (H₂O), в результате которой образуются гидроксид калия (KOH) и водород (H₂). Запишем уравнение реакции:
\[ 2 K + 2 H_2O \rightarrow 2 KOH + H_2 \]
Теперь нам нужно выяснить, сколько водорода выделится при взаимодействии 8 г калия и 50 г воды. Для этого мы будем действовать по шагам:
Шаг 1: Найдем количество вещества калия (K)
- Молярная масса калия (K): 39 г/моль.
- Количество вещества (n) рассчитываем по формуле:
\[ n = \frac{m}{M} \]
где:
- \( m \) — масса (в граммах),
- \( M \) — молярная масса (в граммах на моль).
Подставим значения:
\[ n(K) = \frac{8 \, \text{г}}{39 \, \text{г/моль}} \approx 0.205 \, \text{моль} \]
Шаг 2: Найдем количество вещества воды (H₂O)
- Молярная масса воды (H₂O): 18 г/моль.
- Рассчитаем количество вещества воды:
\[ n(H_2O) = \frac{50 \, \text{г}}{18 \, \text{г/моль}} \approx 2.778 \, \text{моль} \]
Шаг 3: Определим ограничивающий реагент
Согласно уравнению реакции, для 2 моль калия требуется 2 моль воды:
- На 1 моль калия требуется 1 моль воды.
- Из 0.205 моль калия потребуется 0.205 моль воды.
Так как у нас 2.778 моль воды, а требуется только 0.205 моль, то калий является ограничивающим реагентом.
Шаг 4: Сколько водорода выделится?
Согласно уравнению реакции, на 2 моль калия выделяется 1 моль водорода (H₂). То есть, на 0.205 моль калия выделится:
\[ \text{Объем водорода} = \frac{0.205 \, \text{моль K}}{2} = 0.1025 \, \text{моль H_2} \]
Шаг 5: Рассчитаем массу выделившегося водорода
- Молярная масса водорода (H₂): 2 г/моль.
- Рассчитаем массу водорода:
\[ m(H_2) = n \times M \] \[ m(H_2) = 0.1025 \, \text{моль} \times 2 \, \text{г/моль} = 0.205 \, \text{г} \]
Ответ
При взаимодействии 8 г калия и 50 г воды выделится приблизительно 0.205 г водорода (H₂).
