Какая масса водорода выделилась при взаимодействии 8 г калия и 50 г воды
Чтобы решить эту задачу, нам нужно рассмотреть реакцию между калий (K) и водой (H₂O). Когда калий реагирует с водой, происходит следующее уравнение реакции:
\[ 2K + 2H_2O \rightarrow 2KOH + H_2 \]
Это означает, что при взаимодействии двух молекул калия с двумя молекулами воды образуется две молекулы гидроксида калия (KOH) и одна молекула водорода (H₂).
Теперь давайте разберемся, сколько водорода выделится в этой реакции, начиная с исходных данных:
- Масса калия (K): 8 г
- Масса воды (H₂O): 50 г
Шаг 1: Вычислить количество вещества калия и воды
Сначала найдем количество вещества калия:
- Молярная масса калия (K) примерно равна 39 г/моль.
\[ n(K) = \frac{m(K)}{M(K)} = \frac{8\ \text{г}}{39\ \text{г/моль}} \approx 0,205\ \text{моль} \]
Теперь найдем количество вещества воды:
- Молярная масса воды (H₂O) примерно равна 18 г/моль.
\[ n(H_2O) = \frac{m(H_2O)}{M(H_2O)} = \frac{50\ \text{г}}{18\ \text{г/моль}} \approx 2,778\ \text{моль} \]
Шаг 2: Определить реагенты
Теперь посмотрим на соотношение реагентов по уравнению реакции. Нам нужно, чтобы калий и вода реагировали в соотношении:
- Для 2 моль K нужно 2 моль H₂O. То есть, 1 моль K реагирует с 1 моль H₂O.
Шаг 3: Сравнение реагентов
Поскольку у нас есть:
- 0,205 моль K
- 2,778 моль H₂O
Калий является ограничивающим реактивом, так как его меньше в мольном эквиваленте.
Шаг 4: Вычислить количество выделившегося водорода
Согласно уравнению, 2 моль K выделяют 1 моль H₂. Следовательно, 0,205 моль K выделяет:
\[ n(H_2) = \frac{0,205}{2} \approx 0,1025\ \text{моль H}_2 \]
Шаг 5: Перевод в массу водорода
Теперь найдем массу выделившегося водорода. Молярная масса водорода (H₂) примерно равна 2 г/моль.
\[ m(H_2) = n(H_2) \times M(H_2) = 0,1025\ \text{моль} \times 2\ \text{г/моль} \approx 0,205\ \text{г} \]
Ответ
Таким образом, масса водорода, выделившегося при взаимодействии 8 г калия и 50 г воды, составляет приблизительно 0,205 г.
