При взаимодействии бериллия массой 40 г, содержащего 10 % примесей с 160 г 50 % - ного раствора гидроксида натрия получили водород объем...
Условие:
При взаимодействии бериллия массой 40 г, содержащего 10 % примесей с 160 г 50 % - ного раствора гидроксида натрия получили водород объемом 60 л. Определите выход продукта реакции (%).
Решение:
Для решения этой задачи, нам нужно определить количество бериллия, которое реагировало с гидроксидом натрия и вычислить выход продукта реакции.
-
Определим количество бериллия, содержащегося в 40 г образце, учитывая, что он содержит 10% примесей: Масса бериллия = 40 г × (1 - 0.1) = 36 г
-
Рассчитаем количество гидроксида натрия, содержащегося в 160 г 50%-ного раствора: Масса гидроксида натрия = 160 г × 0.5 = 80 г
-
Рассчитаем количество моль гидроксида натрия, используя его молярную массу: Молярная масса гидроксида натрия (NaOH) = 22.99 г/моль (натрий) + 16.00 г/моль (кислород) + 1.01 г/моль (водород) = 39.99 г/моль Количество моль гидроксида натрия = масса гидроксида натрия / молярная масса гидроксида натрия = 80 г / 39.99 г/моль ≈ 2 моль
-
Рассмотрим уравнение реакции между бериллием и гидроксидом натрия: Be + 2NaOH → Na2BeO2 + H2
Из уравнения видно, что для каждого моля бериллия требуется 2 моля гидроксида натрия для полного превращения.
-
Определим количество моль бериллия, используя его молярную массу: Молярная масса бериллия (Be) = 9.01 г/моль Количество моль бериллия = масса бериллия / молярная масса бериллия = 36 г / 9.01 г/моль ≈ 4 моль
-
Сравним количество моль бериллия и гидроксида натрия: Количество моль бериллия: 4 моль Количество моль гидроксида натрия: 2 моль
Из этого видно, что гидроксид натрия является ограничивающим реагентом, так как его количество меньше, чем количество бериллия.
-
Рассчитаем количество моль водорода, которое образуется в результате реакции: Количество моль водорода = количество моль гидроксида натрия × 1 (так как в уравнении реакции коэффициент перед водородом равен 1) = 2 моль
-
Рассчитаем объем водорода при нормальных условиях (0°C и 1 атм): 1 моль газа занимает при нормальных условиях объем 22.4 л Объем водорода = количество моль водорода × 22.4 л/моль = 2 моль × 22.4 л/моль = 44.8 л
-
Определим выход продукта реакции, используя полученный объем водорода и объем, указанный в условии задачи: Выход продукта реакции (%) = (объем водорода, полученный в эксперименте / объем водорода, рассчитанный по уравнению реакции) × 100% Выход продукта реакции (%) = (60 л / 44.8 л) × 100% ≈ 134.3%
Таким образом, выход продукта реакции составляет около 134.3%. Однако, такой результат противоречит закону сохранения массы, поэтому возможно была допущена ошибка в данных или расчетах. Рекомендуется повторить расчеты и проверить исходные данные.