2023-03-20
Газ, полученный при прокаливании 4,9 г бертолетовой соли, смешали в сосуде вместимостью 4 л с газом, полученным при взаимодействии 6 г металлического кальция с водой. Определите массовые доли каждого газа и давление в сосуде при н. у. В сосуде включили электрическую искру. Что произошло? Какими стали массовые доли газов и давление в сосуде? Давлением паров воды пренебречь.
Решение:
$2KClO_{3} \rightarrow 2KCl + 3O_{2} \uparrow$;
$Ca + 2H_{2}O \rightarrow Ca(OH)_{2} + H_{2} \uparrow$.
Определяем массу образованного кислорода: $n = 0,06 моль; m = 1,92 г$; массу образованного водорода: $n = 0,15 моль; m = 0,30 г$.
Общее количество вещества газов: 0,06 + 0,15 = 0,21 моль.
Общее давление смеси газов: $P = \frac{nRT}{V} = \frac{0,21 \cdot 0,082 \cdot 273}{4} = 1,17 атм$. Отсюда массовые доли: $\omega_{O_{2}} = 86,5 \text{%}; \omega_{H_{2}} = 13,5 \text{ %}$.
При пропускании искры прошла реакция $2H_{2} + O_{2} = 2H_{2}O$. Согласно уравнению на 0,06 моль $O_{2}$ использовано $2 \cdot 0,06 моль$ водорода и осталось в сосуде ($0,15-0,06 \cdot 2 = 0,03$) моль водорода. Других газов в сосуде нет. Тогда $\omega_{H_{2}} = 100 \text{ %}, \omega_{O_{2}} = 0$.
Давление 0,03 моль $H_{2}$ в объеме 4 л составляет
$\frac{0,03 \cdot 0,082 \cdot 273}{4} = 0,17 атм$