Какой объем газа выделится при реакции 20 граммов калия, содержащего 10 % примесей, если выход газа составляет 80 % от теоретического

Для решения этой задачи давайте подробно разберёмся с реакцией и выходом газа, используя данные, которые у нас есть. ### Шаг 1: Найдем массу чистого калия Дано, что всего у нас 20 граммов калия, но он содержит 10% примесей. Это значит, что чистого калия в веществе: \[ \text{Масса чистого калия} = \text{Общая масса} - \text{Масса примесей} \] \[ \text{Масса примесей} = 10\% \times 20\, \text{г} = \frac{10}{100} \times 20\, \text{г} = 2\, \text{г} \] \[ \text{Масса чистого калия} = 20\, \text{г} - 2\, \text{г} = 18\, \text{г} \] ### Шаг 2: Определим теоретический выход газа Контекст задачи подразумевает, что калий реагирует с водой, образуя гидроксид калия и водород. Реакция выглядит так: \[ 2 \text{K} + 2 \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2 \text{KOH} + \text{H}_2 \] Из уравнения видно, что 2 моля калия дают 1 моль водорода. Теперь нам нужно узнать, сколько молей калия у нас есть: #### Найдем количество молей чистого калия Молярная масса калия (K) приблизительно равна 39\, г/моль: \[ \text{Количество молей K} = \frac{\text{Масса}}{\text{Молярная масса}} = \frac{18\, \text{г}}{39\, \text{г/моль}} \approx 0.4615 \text{ моль} \] #### Вычислим моль водорода, который выделится Согласно уравнению реакции, на 2 моля калия выделяется 1 моль водорода, следовательно: \[ \text{Количество водорода} = \frac{0.4615 \text{ моль K}}{2} \approx 0.2308 \text{ моль H}_2 \] ### Шаг 3: Найдем теоретический объем водорода При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает объем 22.4 л. Следовательно, теоретический объем водорода будет: \[ \text{Объем водорода (теоретический)} = \text{Количество молей H}_2 \times 22.4\, \text{л/моль} \] \[ \text{Объем водорода (теоретический)} = 0.2308 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} \approx 5.18\, \text{л} \] ### Шаг 4: Учитываем эффективность реакции Дано, что выход газа составляет 80% от теоретического, следовательно, реальный объем газа будет равен: \[ \text{Объем водорода (реальный)} = \text{Объем водорода (теоретический)} \times 80\% = 5.18\, \text{л} \times 0.8 = 4.144\, \text{л} \] ### Ответ Таким образом, объем газа, который выделится при реакции, составляет приблизительно **4.14 литра водорода**.