Номер 835, страница 146 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

835. При растворении в воде натрия какой массой выделится столько же водорода, как и при растворении лития массой 1,10 г?

Дано:

$m(Li) = 1,10 \text{ г}$

Найти:

$m(Na) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнения химических реакций взаимодействия лития и натрия с водой. Оба металла являются щелочными и бурно реагируют с водой с выделением водорода и образованием соответствующего гидроксида.

Реакция растворения лития в воде:

$2Li + 2H_2O \rightarrow 2LiOH + H_2 \uparrow$

Реакция растворения натрия в воде:

$2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2 \uparrow$

2. По условию, количество выделившегося водорода ($H_2$) в обеих реакциях одинаково. Из уравнений реакций видно, что молярное соотношение металла к водороду в обоих случаях составляет $2:1$. Это означает, что для получения одного и того же количества моль водорода требуется одинаковое количество моль лития и натрия.

Из первого уравнения: $n(H_2) = \frac{1}{2} n(Li)$

Из второго уравнения: $n(H_2) = \frac{1}{2} n(Na)$

Поскольку количества водорода равны, то: $\frac{1}{2} n(Li) = \frac{1}{2} n(Na)$, что упрощается до $n(Li) = n(Na)$.

3. Найдем количество вещества лития ($Li$), масса которого дана в условии. Для этого используем молярную массу лития, $M(Li) \approx 7 \text{ г/моль}$.

$n(Li) = \frac{m(Li)}{M(Li)} = \frac{1,10 \text{ г}}{7 \text{ г/моль}} \approx 0,1571 \text{ моль}$

4. Так как $n(Na) = n(Li)$, количество вещества натрия также равно приблизительно $0,1571 \text{ моль}$.

$n(Na) \approx 0,1571 \text{ моль}$

5. Теперь можем рассчитать массу натрия ($Na$), зная его количество вещества и молярную массу ($M(Na) \approx 23 \text{ г/моль}$).

$m(Na) = n(Na) \times M(Na) \approx 0,1571 \text{ моль} \times 23 \text{ г/моль} \approx 3,614 \text{ г}$

6. Результат следует округлить до трех значащих цифр, поскольку исходное значение массы лития (1,10 г) задано с такой точностью.

$m(Na) \approx 3,61 \text{ г}$

Ответ: для выделения такого же количества водорода потребуется 3,61 г натрия.