Калий массой 19,5 г вступил в реакцию с 14,6 г соляной кислоты. Какой объем водорода выделился при этом?
Давайте разберем задачу поэтапно, чтобы найти объем выделившегося водорода.
Шаг 1. Записать уравнение реакции
Калий (K) реагирует с соляной кислотой (HCl) по следующему уравнению:
\[ 2K + 2HCl \rightarrow 2KCl + H_2 \]
Это уравнение говорит нам, что 2 моля калия реагируют с 2 молями соляной кислоты, в результате образуется 1 молекула водорода (H₂).
Шаг 2. Определить количество веществ калия и кислоты
Массы:
- калий: 19,5 г
- HCl: 14,6 г
Моли:
- Молярная масса K = 39 г/моль
- Молярная масса HCl ≈ 36,5 г/моль
Вычисляем число молей каждого вещества:
\[ n_{K} = \frac{19,5\, г}{39\, г/моль} = 0,5\, моль \]
\[ n_{HCl} = \frac{14,6\, г}{36,5\, г/моль} \approx 0,4\, моль \]
Шаг 3. Определить, какая реакция — ограничивающий реагент
Из уравнения видно, что:
- 2 моль K реагируют с 2 моль HCl, то есть 1 моль K — с 1 моль HCl.
Получается:
- Калия у нас 0,5 моль
- HCl — 0,4 моль
Для реакции требуется 0,5 моль HCl, а есть только 0,4 моль. Значит, HCl — ограничивающий реагент.
Шаг 4. Рассчитать количество водорода
Из уравнения реакции:
\[ 2K + 2HCl \rightarrow 2KCl + H_2 \]
1 моль HCl даст:
- 0,5 моль H₂ (так как для 2 молей HCl — 1 моль H₂)
Следовательно, при 0,4 моль HCl выделится:
\[ n_{H_2} = \frac{0,4\, моль}{2} = 0,2\, моль \]
Шаг 5. Определить объем выделившегося водорода
При стандартных условиях (0 °C, 1 атм) один моль газа занимает 22,4 литра.
Объем:
\[ V_{H_2} = n_{H_2} \times 22,4\, л = 0,2\, моль \times 22,4\, л/моль = 4,48\, л \]
Ответ: при реакции выделится approximately 4,48 литров водорода.
Если нужно, я могу дополнительно объяснить каждый шаг подробнее!
