Номер 871, страница 142 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

871. Какой максимальный объём (н. у.) кислорода может образоваться, если через избыток воды пропустить фтор массой 3,44 г?

Дано:

Масса фтора $m(F_2) = 3.44\ г$

Вода ($H_2O$) — в избытке

Условия — нормальные (н. у.)

Найти:

Максимальный объём кислорода $V(O_2)$ — ?

Решение:

Процесс описывается уравнением реакции взаимодействия фтора с водой. Фтор, как самый электроотрицательный элемент, окисляет кислород в воде, вытесняя его в виде простого вещества.

1. Составим сбалансированное уравнение реакции:

$2F_2 + 2H_2O \rightarrow 4HF + O_2$

2. Рассчитаем молярную массу фтора ($F_2$). Относительная атомная масса фтора $Ar(F) \approx 19$.

$M(F_2) = 2 \cdot M(F) = 2 \cdot 19\ г/моль = 38\ г/моль$

3. Найдем количество вещества фтора ($\nu$), содержащееся в массе 3,44 г:

$\nu(F_2) = \frac{m(F_2)}{M(F_2)} = \frac{3.44\ г}{38\ г/моль} \approx 0.09053\ моль$

4. По уравнению реакции определим количество вещества кислорода. Согласно стехиометрическим коэффициентам, из 2 моль фтора образуется 1 моль кислорода. Следовательно, количество вещества кислорода в два раза меньше количества вещества фтора.

$\nu(O_2) = \frac{1}{2} \cdot \nu(F_2) = \frac{1}{2} \cdot 0.09053\ моль \approx 0.045265\ моль$

5. Рассчитаем максимальный объём кислорода, который может образоваться при нормальных условиях (н. у.). При н. у. молярный объём любого газа ($V_m$) составляет 22,4 л/моль.

$V(O_2) = \nu(O_2) \cdot V_m = 0.045265\ моль \cdot 22.4\ л/моль \approx 1.0139\ л$

Округлим полученное значение до трех значащих цифр, так как исходная масса дана с такой точностью.

Ответ: максимальный объём кислорода, который может образоваться, составляет $1.01\ л$.