Для решения задачи необходимо использовать закон сохранения массы и уравнение реакции разложения воды. В этом случае вода (H₂O) разлагается на водород (H₂) и кислород (O₂) по уравнению:
[ 2 H_2O \rightarrow 2 H_2 + O_2 ]
Шаг 1: Найти количество кислорода в молях
Сначала нужно найти количество вещества кислорода (O₂) в молях. Для этого воспользуемся формулой для расчета объема газа при нормальных условиях (н.у.):
При нормальных условиях 1 моль газа занимает объем 22,4 литра. Таким образом, чтобы найти количество молей кислорода, используй формулу:
[ n(O_2) = \frac{V}{V_m} ]
где:
- ( V ) — объем кислорода (30,8 л),
- ( V_m ) — молярный объем газа (22,4 л/моль).
Подставим значения:
[ n(O_2) = \frac{30,8 , \text{л}}{22,4 , \text{л/моль}} \approx 1,375 , \text{моль} ]
Шаг 2: Найти количество молей водорода
Согласно уравнению реакции, на каждые 1 моль кислорода получается 2 моля водорода. Таким образом, количество молей водорода можно вычислить так:
[ n(H_2) = 2 \times n(O_2) = 2 \times 1,375 , \text{моль} = 2,75 , \text{моль} ]
Шаг 3: Найти массу водорода
Теперь нужно рассчитать массу водорода, зная количество молей. Молярная масса водорода (H₂) составляет приблизительно 2 г/моль. Итак, масса водорода будет равна:
[ m(H_2) = n(H_2) \times M(H_2) ]
где:
- ( M(H_2) = 2 , \text{г/моль} )
Подставим значения:
[ m(H_2) = 2,75 , \text{моль} \times 2 , \text{г/моль} = 5,5 , \text{г} ]
Итог
Таким образом, масса водорода, полученного при разложении воды, составляет 5,5 грамм.
