Какой объём водорода может быть получен при растворении в воде 3,5г лития, если выход водорода составляет 85%?
Решение:
Давай распутаем этот узел:
1. Начнем с химического уравнения для реакции растворения лития в воде:
\[ 2Li + 2H_2O \rightarrow 2LiOH + H_2 \]
Видим, что 1 моль лития даёт 1 моль водорода.
2. Рассчитаем количество молей лития в 3,5 г:
\[ \text{Моль} = \frac{\text{Масса}}{\text{Молярная масса}} \]
Молярная масса лития \(Li\) приблизительно равна 6,94 г/моль.
\[ \text{Моль} = \frac{3,5 \, \text{г}}{6,94 \, \text{г/моль}} \]
3. Теперь умножим количество молей лития на выход водорода (85%):
\[ \text{Количество молей водорода} = \text{Моль лития} \times \text{Выход водорода} \]
4. Найдем объем водорода, используя уравнение состояния газа:
\[ V = \frac{nRT}{P} \]
где \(n\) - количество молей газа, \(R\) - универсальная газовая постоянная, \(T\) - температура в Кельвинах, \(P\) - давление газа.
Обычно такие задачи рассматривают при стандартных условиях (0 °C и 1 атм).
\[ V = \frac{n \times 0,0821 \times 273}{1} \]
5. После того, как найдем объем, добавим условие выхода водорода в условии задачи (85%).
Давай теперь это рассчитаем.
1. **Рассчитаем количество молей лития:**
\[ \text{Моль} = \frac{3,5 \, \text{г}}{6,94 \, \text{г/моль}} \approx 0,504 \, \text{моль} \]
2. **Умножим количество молей лития на выход водорода (85%):**
\[ \text{Количество молей водорода} = 0,504 \, \text{моль} \times 0,85 \approx 0,428 \, \text{моль} \]
3. **Найдем объем водорода при стандартных условиях (0 °C и 1 атм):**
\[ V \approx \frac{0,428 \times 0,0821 \times 273}{1} \approx 9,46 \, \text{л} \]
Таким образом, объем водорода, полученного при растворении 3,5 г лития при выходе водорода 85%, составляет примерно 9,46 литра.