Решение задачи: Получение кислорода из пероксида водорода

Хорошо, давайте решим эту задачу.

Задача 7. Получение кислорода из пероксида водорода

Условие задачи:

Какую массу пероксида водорода \(H_2O_2\) необходимо разложить для получения 4,48 л (н.у.) кислорода? Выберите ответ в граммах, с точностью до десятых:

• 8,6
• 3,6
• 13,6
• 3,4

Решение:

1. Запишем уравнение реакции разложения пероксида водорода и расставим коэффициенты: Пероксид водорода разлагается на воду и кислород. \(2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2 \uparrow\) Проверим: Водород (H): 4 слева (в \(2H_2O_2\)), 4 справа (в \(2H_2O\)). Кислород (O): 4 слева (в \(2H_2O_2\)), 2 (в \(2H_2O\)) + 2 (в \(O_2\)) = 4 справа. Уравнение уравнено. 2. Найдем количество вещества кислорода: По условию задачи, объем кислорода \(V(O_2) = 4.48\) л (н.у.). Молярный объем любого газа при нормальных условиях (н.у.) равен \(V_m = 22.4\) л/моль. Количество вещества кислорода \(n(O_2)\) можно найти по формуле: \[n = \frac{V}{V_m}\] Подставим значения: \[n(O_2) = \frac{4.48 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 0.2 \text{ моль}\] 3. Определим количество вещества пероксида водорода: Из уравненной реакции \(2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2\) видно, что для образования 1 моль \(O_2\) требуется 2 моль \(H_2O_2\). Значит, количество вещества \(H_2O_2\) в 2 раза больше, чем количество вещества \(O_2\). \[n(H_2O_2) = 2 \cdot n(O_2)\] \[n(H_2O_2) = 2 \cdot 0.2 \text{ моль} = 0.4 \text{ моль}\] 4. Рассчитаем молярную массу пероксида водорода \(H_2O_2\): Атомная масса водорода \(Ar(H) = 1\) г/моль. Атомная масса кислорода \(Ar(O) = 16\) г/моль. Молярная масса \(M(H_2O_2)\) равна: \[M(H_2O_2) = 2 \cdot Ar(H) + 2 \cdot Ar(O)\] \[M(H_2O_2) = 2 \cdot 1 \text{ г/моль} + 2 \cdot 16 \text{ г/моль} = 2 + 32 = 34 \text{ г/моль}\] 5. Найдем массу пероксида водорода: Масса вещества \(m\) находится по формуле: \[m = n \cdot M\] Подставим значения: \[m(H_2O_2) = 0.4 \text{ моль} \cdot 34 \text{ г/моль} = 13.6 \text{ г}\]

Ответ:

Необходимо разложить 13.6 г пероксида водорода. Среди предложенных вариантов правильный ответ: 13,6.