Химия

Запишем уравнения реакций разложения бертолетовой соли и взаимодействия металлического кальция с водой:

$2KClO_{3} = 2KCl + 3O_{2}$ (1)
$Ca + 2H_{2}O = Ca(OH)_{2} + H_{2}$ (2)

По уравнениям (1) и (2) определим объемы выделившихся кислорода и водорода. Затем, используя уравнение Менделеева - Клапейрона:

$pV = \nu RT$, (3)

определим давление газовой смеси в сосуде.

1) Определим объем выделившегося при разложении $KClO_{3}$ кислорода с помощью пропорции, составленной по уравнению реакции (1):

2 моль $KClO_{3}$ дают $3 \cdot 22,4 л O_{2}$ (3 моль $O_{2}$)
$\frac{4,9}{122,5}$ моль $KClO_{3}$ дает $x$ л $O_{2}$

$2 : (3 \cdot 22,4) = \frac{4,9}{122,5}:x; x = 1,34 л$

2) Таким же образом определим объем выделившегося водорода, используя уравнение реакции (2):

при взаимодействии 1 моль $Ca$ образуется 22,4 л $H_{2}$
при взаимодействии $\frac{6,0}{40}$ моль $Ca$ образуется $y$ л $H_{2}$

$1:22,4 = \frac{6,0}{40}:y; y = 3,36 л$

3) Определим состав (в процентах по объему) смеси газов. Суммарный объем смеси газов $O_{2}$ и $H_{2}$ составляет: 1,34 л + 3,36 л = 4,7 л. Следовательно, содержание кислорода в этой смеси составляет:

$\frac{1,34 л}{4,7 л} \cdot 100 \text{%} = 28,5 \text{%}$ (по объему),

содержание водорода - 71,5% (по объему).

4) Чтобы рассчитать давление этой газовой смеси, заключенной в сосуде объемом 4 л, напомним смысл и размерность обозначений в уравнении Менделеева - Клапейрона (3). Согласно уравнению (3), универсальная газовая постоянная Е определяется значениями $p_{0}, V_{0}$ и $T_{0}$, соответствующими нормальным условиям:

$R = 8,3144 \cdot 10^{3} \frac{л \cdot Па}{моль \cdot К}$

Поскольку в нашем случае количество вещества двух газов составляет: $\nu = 4,7 л : 22,4 л/моль = 0,21 моль$, то, подставляя теперь все значения в уравнение (3), получим:

$p = 1,2 \cdot 10^{5} Па$

Ответ: 28,5% $O_{2}$ и 71,5% $H_{2}$; $p = 1,2 \cdot 10^{5} Па$.