Для решения задач по химическим уравнениям необходимо использовать закон сохранения массы и основы стехиометрии, которые позволяют определить количество веществ, участвующих в реакции.
1. Разложение воды:
Уравнение разложения воды:
[ 2H_2O \rightarrow 2H_2 + O_2 ]
а) Определение количества вещества полученного кислорода:
Найдём молекулярную массу воды (H₂O):
[ M(H_2O) = 2 \times 1 + 16 = 18 \text{ г/моль} ]
Найдём количество вещества воды, израсходованной в реакции:
[ n(H_2O) = \frac{m(H_2O)}{M(H_2O)} = \frac{54 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} = 3 \text{ моль} ]
Согласно уравнению реакции, на 2 моль воды образуется 1 моль кислорода. Следовательно, на 3 моль воды образуется:
[ n(O_2) = \frac{3 \text{ моль H_2O}}{2} = 1.5 \text{ моль} ]
б) Определение массы полученного кислорода:
Найдём молекулярную массу кислорода (O₂):
[ M(O_2) = 2 \times 16 = 32 \text{ г/моль} ]
Найдём массу кислорода, полученного в реакции:
[ m(O_2) = n(O_2) \times M(O_2) = 1.5 \text{ моль} \times 32 \text{ г/моль} = 48 \text{ г} ]
2. Реакция цинка с кислородом:
Уравнение реакции:
[ 2Zn + O_2 \rightarrow 2ZnO ]
а) Определение массы израсходованного кислорода:
Найдём молекулярную массу цинка (Zn):
[ M(Zn) = 65.4 \text{ г/моль} ]
Найдём количество вещества цинка, израсходованного в реакции:
[ n(Zn) = \frac{m(Zn)}{M(Zn)} = \frac{19.5 \text{ г}}{65.4 \text{ г/моль}} \approx 0.298 \text{ моль} ]
Согласно уравнению реакции, на 2 моль цинка израсходуется 1 моль кислорода. Следовательно, на 0.298 моль цинка израсходуется:
[ n(O_2) = \frac{0.298 \text{ моль Zn}}{2} = 0.149 \text{ моль} ]
Найдём молекулярную массу кислорода (O₂):
[ M(O_2) = 32 \text{ г/моль} ]
Найдём массу кислорода, израсходованного в реакции:
[ m(O_2) = n(O_2) \times M(O_2) = 0.149 \text{ моль} \times 32 \text{ г/моль} \approx 4.77 \text{ г} ]
б) Определение количества вещества израсходованного кислорода:
- Количество вещества кислорода уже было найдено в пункте а:
[ n(O_2) = 0.149 \text{ моль} ]
Таким образом, по уравнению разложения воды из 54 г воды получается 1.5 моль (или 48 г) кислорода. По уравнению реакции цинка с кислородом из 19.5 г цинка израсходовано 0.149 моль (или 4.77 г) кислорода.