какую максимальную массу газовой смеси кислорода и водорода можно получить при полном разложении воды массой 240 г под действием электронного тока
Для решения этой задачи нам нужно использовать концепцию электролиза воды и знать законы, регулирующие реакции, происходящие в процессе.
Шаг 1: Понять химическую реакцию.
Вода (H₂O) при электролизе разлагается на кислород (O₂) и водород (H₂) по следующему уравнению:
\[ 2H_2O \rightarrow 2H_2 + O_2 \]
Это уравнение говорит о том, что из 2 молекул воды образуется 2 молекулы водорода и 1 молекула кислорода.
Шаг 2: Рассчитать молекулярные массы.
Молярная масса воды (H₂O) = 2 (молярная масса водорода H) + 1 (молярная масса кислорода O): \[ M_{H_2O} = 2 \times 1 + 16 = 18 \, \text{г/моль} \]
Молярная масса водорода (H₂) = 2 г/моль.
Молярная масса кислорода (O₂) = 32 г/моль.
Шаг 3: Определить количество молей воды.
Мы знаем, что у нас есть 240 г воды. Чтобы найти количество молей воды, применим формулу:
\[ n = \frac{m}{M} \]
где:
- \( m \) — масса воды (240 г),
- \( M \) — молярная масса воды (18 г/моль).
\[ n_{H_2O} = \frac{240 \, \text{г}}{18 \, \text{г/моль}} \approx 13,33 \, \text{моль} \]
Шаг 4: Найти количество водорода и кислорода.
Согласно уравнению разложения, из 2 молей воды получается 2 моля водорода и 1 моль кислорода:
Количество водорода: \[ n_{H_2} = n_{H_2O} = 13,33 \, \text{моль} \]
Количество кислорода: \[ n_{O_2} = \frac{n_{H_2O}}{2} = \frac{13,33}{2} \approx 6,67 \, \text{моль} \]
Шаг 5: Рассчитать массу получившихся газов.
Теперь рассчитаем массу получившихся водорода и кислорода:
Масса водорода: \[ m_{H_2} = n_{H_2} \times M_{H_2} = 13,33 \, \text{моль} \times 2 \, \text{г/моль} \approx 26,66 \, \text{г} \]
Масса кислорода: \[ m_{O_2} = n_{O_2} \times M_{O_2} = 6,67 \, \text{моль} \times 32 \, \text{г/моль} \approx 213,44 \, \text{г} \]
Шаг 6: Найти общую массу газовой смеси.
Теперь сложим массу водорода и кислорода:
\[ m_{смеси} = m_{H_2} + m_{O_2} = 26,66 \, \text{г} + 213,44 \, \text{г} \approx 240 \, \text{г} \]
Таким образом, максимальная масса газовой смеси кислорода и водорода, полученная при полном разложении 240 г воды, составляет примерно 240 г.
Обсуждение
2 сообщениясделайте как-нибудь понятней
Хорошо, давай разберем всё по шагам и более понятно.
Задача
Нам нужно узнать, какую максимальную массу газовой смеси (водорода и кислорода) можно получить из 240 г воды, если ее полностью разложить под действием электронного тока.
Шаг 1: Понять процесс
Вода (H₂O) разлагается на газ (водород H₂) и кислород O₂. Реакция выглядит так:
\[ 2H_2O \rightarrow 2H_2 + O_2 \]
Это означает, что из 2 молекул воды получается 2 молекулы водорода и 1 молекула кислорода.
Шаг 2: Рассчитать количество воды
Найдем молярную массу воды:
- Водород (H) = 1 г/моль
- Кислород (O) = 16 г/моль
Молярная масса воды (H₂O) = \(2 \times 1 + 16 = 18\) г/моль
Определим, сколько молей воды содержится в 240 г:
Формула: \[ n = \frac{m}{M} \] где:- \( m = 240 \, \text{г} \) (масса воды)
- \( M = 18 \, \text{г/моль} \) (молярная масса воды)
\[ n_{H_2O} = \frac{240}{18} \approx 13,33 \, \text{моль} \]
Шаг 3: Найти количество водорода и кислорода
Из уравнения реакции:
- Из 2 молей воды получается 2 моля водорода и 1 моль кислорода.
Количество водорода (H₂): \[ n_{H_2} = n_{H_2O} \approx 13,33 \, \text{моль} \]
Количество кислорода (O₂): \[ n_{O_2} = \frac{n_{H_2O}}{2} \approx \frac{13,33}{2} \approx 6,67 \, \text{моль} \]
Шаг 4: Рассчитать массы газов
Теперь вычислим массы полученных газов:
Масса водорода: Молярная масса водорода (H₂) = 2 г/моль: \[ m_{H_2} = n_{H_2} \times 2 = 13,33 \times 2 \approx 26,66 \, \text{г} \]
Масса кислорода: Молярная масса кислорода (O₂) = 32 г/моль: \[ m_{O_2} = n_{O_2} \times 32 = 6,67 \times 32 \approx 213,44 \, \text{г} \]
Шаг 5: Общая масса газовой смеси
Теперь сложим массы водорода и кислорода: \[ m_{смеси} = m_{H_2} + m_{O_2} = 26,66 + 213,44 \approx 240 \, \text{г} \]
Ответ
Таким образом, максимальная масса получившейся газовой смеси (водорода и кислорода) составляет 240 г.
