Рішення: Розрахунок маси розчину за продуктом реакції
У водному розчині масова частка гідроген пероксиду дорівнює 5 %. Унаслідок повного розкладання гідроген пероксиду утворився кисень об’ємом 1,12 л (н. у.). Обчисліть масу (г) розчину, узятого для досліду.
Розв’язання по шагам
5 кроківЗапишем уравнение реакции разложения пероксида водорода: $2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2$.
Найдем количество вещества (моль) кислорода, образовавшегося в результате реакции. Поскольку объем дан при нормальных условиях, используем молярный объем газов $V_m = 22.4$ л/моль.
$$n(O_2) = V(O_2) / V_m = 1.12 \text{ л} / 22.4 \text{ л/моль} = 0.05 \text{ моль}$$По уравнению реакции, для образования 1 моль $O_2$ требуется 2 моль $H_2O_2$. Определим количество вещества пероксида водорода, которое разложилось.
$$n(H_2O_2) = 2 \times n(O_2) = 2 \times 0.05 \text{ моль} = 0.1 \text{ моль}$$Вычислим массу разложившегося пероксида водорода, зная его молярную массу $M(H_2O_2) = 2 \cdot 1 + 2 \cdot 16 = 34$ г/моль.
$$m(H_2O_2) = n(H_2O_2) \times M(H_2O_2) = 0.1 \text{ моль} \times 34 \text{ г/моль} = 3.4 \text{ г}$$Зная массу пероксида водорода и его массовую долю в растворе (5% или 0.05), найдем массу исходного раствора.
$$m(\text{розчину}) = m(H_2O_2) / \omega(H_2O_2) = 3.4 \text{ г} / 0.05 = 68 \text{ г}$$