Дано:
масса воды (H2O) = 0,54 г.
Найти:
объем водорода (н. у.) и массу кислорода, содержащихся в исходной смеси газов.
Решение:
1. Найдем молярную массу воды:
молярная масса H2O = 2 * 1,0 г/моль + 16,0 г/моль = 18,0 г/моль.
2. Определим количество образовавшейся воды:
n(H2O) = масса H2O / молярная масса H2O
n(H2O) = 0,54 г / 18,0 г/моль = 0,03 моль.
3. Из уравнения реакции между водородом и кислородом:
2H2 + O2 = 2H2O,
из этого следует, что 2 моль H2 реагируют с 1 моль O2, образуя 2 моль H2O.
4. Вычислим количество водорода, необходимого для образования 0,03 моль воды:
n(H2) = n(H2O) = 0,03 моль.
5. Теперь определим количество кислорода, необходимого для этой реакции:
n(O2) = (1/2) * n(H2O) = (1/2) * 0,03 моль = 0,015 моль.
6. Теперь найдем массу кислорода:
молярная масса O2 = 2 * 16,0 г/моль = 32,0 г/моль.
масса O2 = n(O2) * молярная масса O2
масса O2 = 0,015 моль * 32,0 г/моль = 0,48 г.
7. Для нахождения объема водорода при нормальных условиях воспользуемся формулой:
V(H2) = n(H2) * 22,4 л/моль (при н. у.).
V(H2) = 0,03 моль * 22,4 л/моль = 0,672 л.
Ответ:
Исходная смесь содержала объем водорода 0,672 л и массу кислорода 0,48 г.