1. Определите плотность по водороду газовой смеси, состоящей из аргона объемом 56 л и азота объемом 28 л (условия нормальные). 2. В каком случае выделится больше водорода: при взаимодействии 5,6 г железа с избытком соляной кислоты или при взаимодействии 5,4 г алюминия с избытком гидроксида натрия?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для определения плотности газовой смеси по водороду используем закон Гей-Люссака: PV = nRT, где P - давление (условия нормальные, поэтому равно 1 атм), V - объем, n - количество вещества газа, R - газовая постоянная, T - температура (условия нормальные, поэтому равно 273 К).

Для аргона: n(Ar) = PV/RT = (1 атм 56 л) / (0.0821 273) = 2.25 моль
Для азота: n(N2) = (1 атм 28 л) / (0.0821 273) = 0.891 моль

Молярные массы: M(Ar) = 39,948 г/моль, M(N2) = 28,016 г/моль

Масса водорода в газовой смеси:
m(H2) = 2.25 моль 2 г/моль + 0.891 моль 2 г/моль = 7.082 г

Общая масса газовой смеси:
m = m(Ar) + m(N2) + m(H2) = 56 л 39.948 г/моль + 28 л 28.016 г/моль + 7.082 г = 2591.658 г

Объем газовой смеси:
V = 56 л + 28 л = 84 л

Плотность по водороду:
ρ = м/V = 2591.658 г / 84 л = 30.94 г/л

При взаимодействии 5,6 г железа с избытком соляной кислоты выделилось бы больше водорода, так как количество водорода, выделяющегося при реакции металла с кислотой, зависит от эквивалентного веса металла. Эквивалентный вес железа (Fe) равен его атомной массе (56 г/моль) / валентность (2) = 28 г/моль, а эквивалентный вес алюминия (Al) равен 27 г/моль. Таким образом, при взаимодействии 5,6 г железа выделится больше водорода, чем при взаимодействии 5,4 г алюминия.